Способ юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК G01N29/02 

Эти способ и устройство не позволяют юстировать акустические трактыр содержащие з приемных и излучающих акустических системах непрозрачные детали и функциональные элементы, и имеют ограниченную степень угловой точности установки взаимной параллельности электроакустических излу мателя и приемника. Целью изобретения является повышение точности юстировки и проведения юстировки гиперзвукового тракта с оптически непрозрачными звукопроводами, Эта цель достигается тем, что согласно способу, юстировки геперзвукового тракта для исследования жидкостей, заключающемуся в том, что устанавливают параллельными плоские торцевые поверхности звукопроводов электроакустических излучателя и приемника с помощью оптико-интерференционного метода, размещают около плоской торцевой поверхности звукопровода оптически прозрачную плоскопараллельную репарную пластину и проводят последовательную юстировку- соответственно реперной, пласт ны относительно одного звукопровода и другого звукопровода относительно реперной пластины, удаляют реперную пластину, между звукопроводами вводя жидкость, возбу)цдают в жидкости акустические колебания, сближают звукопроводы до появления сигнала, прошед шего жидкость, изменяют взаимное yi- ловое расположениезвукопроводов, измеряют при этом амплитуду прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы в таком положении, при котором ампли туда сигнала имеет максимальное знач ние. При этом устройство для юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей, содержащее соосно рас положенные звукопроводы электроакуст ческих излучателя и приемника, и установленные на общей базе два осйования, с платформами которых закрепл ны одни из концов звукопроводов, а также систему оптико-интерференцион. ной юстировкиj снабжено соединенными между собой с помощью юстировочных дифференциальных винтов двумя вертикальными пластинами и дополнительными юстировочными дифференциальными винтами причем одна из вертикальных пластин жестко установлена на общей базе и в ней располохсены дополнител ные юстировомные дифференциальные винты. На фиг. 1 схематически изображено устройство для юстировки гипарзвукового тракта., на фиг. 2- взаимное расположение прозрачной плоскопараллельный реперной пластины и других элементов установки. Устройство содержит соосно расположенные звукопроводы 1 и 2 электроакустических .излучателя и приемника, содержащими композицию непрозрачных компонентов 3 (контактов металлизации, пленок пьезоэлектрической эпитаксии, деталей, соединений с элек-. тронным комплексом и т.д.). Между плоскими торцевыми поверхностями звукопроводов 1 и 2 размещают либо прозрачную плоскопараллельную реперную пластину 5, которая через основание 6 и три дифференциальных.юстировочных винта соединена с несущей 7. Две вертикальные пластины 8 и 9, вкоторых закреплены ближние концы звукопроводов 1 и 2, соединены между собой также тремя юстировочными дифференциальными винтами 10. К нижним концам вертикальных пластин 8 и 9 подсоединены основания 11 и 12, по которым могут свободно (без люфта ) перемещаться платформы 13 и 14типа ласточкин хвост с закрепленными на них дальними концами звукопроводов 1 и 2. Причем пластина 8 жестко установлена на.общей базе 15(опорный лафет), которая может вращаться вокруг вертикальной оси. Система оптико-интерференционной юстировки содержит полупрозрачное зеркало 1б, источник 17 коллимированного монохроматического света и экран 18. Излучатель 1 возбуждается с помощью генератора 19, а сигнал от приемника 2 через радиоприемное устройство 20 поступает на осциллограф 21. Способ юстировки гиперзвукового тракта с помощью описываемого устройства осуществляется следующим образом. Способ проводится в два этапа: подготовительный, в котором поочередно устанавливается параллельность торцов звукопроводов 1 и 2 реперной пластине 5 по интерференционной картине в отраженном свете, и завершающий, в котором компланарность волнового фронта гиперзвука, достигающего приемника 2 акустических волн, устанавливается по максимуму сигнала на приемнике 2, по которому судят о завершении процедуры юстировки в целом Согласно первому подготовительному этапу с основания 12 снимают плат -форму 1 вместе с звукопроводом 2 электроакустического приемника. Устанавливают перед звукопроводом 1 электроакустического излучателя прозрачную плоскопараллельную реперную пластину5 путем монтировки ее . основания 6 к пластине 8 тремя дифференциальными юстировочными винтами 10. Освещают плоскую торцевую поверх ность звукопровод а 1 через полупрозрачное зеркало 16 и реперную пласти ну 5 ИСТОЧНИКОМ17 коллимированного монохроматического света. Наблюдают на экране 18 отражения света от плос кой торцевой поверхности звукопровода 1 и боковой поверхности реперной пластины 5. Совмещают эти отражения за счет изменения углового взаиморас положения этих плоскостей регулировкой, дифференциальных регулировочных винтов 10 до-получения интерференционной картины в виде колец. Регулировка винтов 10 прекращается, KOI- да происходит совмоцение нулевого по рядка колец с центром отражений-, что свидетельствует о завершении процедуры установки параллельности боково поверхности реперной пластины 5 торцевой .поверхности звукопровода 1 с точностью порядка длины световой вол ны используемого лазера. Затем разворачивают общую базу 15 вокруг вертикальной оси на 180° вместе с пласт нами 8 и 9. Снимают звукопровод 1 электроакустического излучателя вместе с платформой 13 с основания 11, а на противоположное основание 12 ус |танавливают платформу Ц вместе с звукопроводом 2 электроакустического приемника. Повто|эяют все предыдущие операции оптико-интерференционной юстировки торцевой плоскости звукопровода 2 боковой поверхности реперной пластине 5 по аналогичной оптической схеме, но с помо щью других юстировочных дифференциальных винтЬв 10. В альнейшем удаляют реперную пластину 5, устанавливают платформу 13 вместе с звукопроводом 1 на основание 11 в ранее .определенную позицию. На этом завершается подготовительный этап юстировки.. Согласно второму прецизионному этапу юстировки системы звукопроводы 1 И 2 совместно с электроакустическими преобразователями подключаются к генератору 19 и осциллографу 21 с радиоприемным устройством 20 Между звукопроводами 1 и 2 вводят каплю Ц жидкости (желательно с наименьшим поглощением гиперзвука, например ртуть, сероуглерод и т.д.), возбуждают в ней акустические колебания и сближают их до появления на экране осциллографа 21 сигнала, соответствующего прохождению гиперзвука через тонкий слой жидкости. Затухание гиперзвука и, соответственно, амплитуда принятого сигнала, очень сильно зависит от параллельности торцевых поверхностей звукопроводов 1 и 2. Это связано с тем, что даже при очень небольших угловых отклонениях из-за больших затуханий гиперзвука, частота которого равна , и малой длины волны (порядка 0,1 мкм) происходит резкое падение амплитуды прошедшего сигнала. Поэтому добиваются окончательной компланарности волнового фронта гиперзвука торцевой поверхности волновода 2 электроакустического приемника путем изменения углового расположения звукопроводов 1 и 2 юстировочными дифференциальными винтами 10, измеряют при этом амплитуду прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы вiтаком положении при котором амплитуда сигнала имеет максимальное значение. Предлагаемые способ юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей и устройство для его реализации позволяют значительно повысить точность юстировки (с точностью порядка нескольких угловых секунд), так как угловой критерий взаимного расположения звукопроводов зависит от малости длины волны колебаний, которая для акустических волн таких частот уже почти на порядок Меньше, чем длина волны света, и проводить юстировку оптически непрозрачных объектов. Формула изобретения 1 . Способ юстировки гиперзвуково-. го тракта для исследования жидкостей заключающийся в том, что устанавливают параллельно плоские торцевые поверхности звукопроводов электроакустических излучателя и приемника с помощью оптико-интерференционного

метода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности юстировки и проведе- нИя юстировки гиперзвукового тракта с оптически непрозрачными звукопроводами, размещают около плоской торцевой поверхности звукопровода оптически прозрачную плоскопараллельную реперную пластину и проводят последовательну19 юстировку соответственно реперной пластины относительно одного звукопровода И другого звукопровода относительно реперной пластины удаляют реперную пластину, между звукопроводами вводят жидкость, возбуждают в жидкости акустические колебания, сближают звукопроводы до появления сигнала, прошедшего жидкость, изменяют взаимное угловое расположение звукопроводов, измеряют ампли.ТУДУ прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы в таком положении, при котором амплитуда сигнала имеет максимальные значения.

2. Устройство для юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей, содержащее соосно .Жг №-ь

// /

положенные зв укопроводы электроакустических излучателя и приемника и установленные на общей базе два основания, с платформами которых закреплены одни из концов зэукопроводов, а также систему оптико-интерференционной юстировки, отличающееся тем, что, оно снабжено соединенными между собой с помощью юстировочных дифференциальных винтов двумя вертикальными пласти- , нами и дополнительными юстировочными дифференциальными винтами, причем одна из вертикальных пластин

Жестко установлена на общей базе и в ней расположены, дополнительные юстировочные дифференциальные винты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Физический энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, I960, с. 13-Н.

2.Лежнев Н.Б. Гиперзвуковые методы исследований в физике жидкого

состояния. - Доклады 1 РРТ, 1978, с. 151-155 (прототип).

tSi