Способ измерения скорости ультразвука

 

„.вО„„10з 877

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g(sg 6 О1 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (22 ) 3314252118-28 (22) 06. 07.81 (46 ) 07.08.83. Бюл. N 29 (72 ) Л, В. Юозонене и И.-Н.А.Серейкене (71) Каунасский медицинский институт (53 ) 620 ° 179.16 {088.8 )

{56 ) 1. Soiirnal of Acoustic soc Amer, 1968, 44, И 2, р, 431-434, 2. Труды Всесоюзной межвузовской . конференции по вопросам ультразву- „ ковой спектроскопии. Каунас, 1969, с. 60-61 (прототип ). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА, заключающийся в том, что исследуемую среду формируют в виде ° треугольной призмы с острым двугранным углом, излучают в зту среду ультразвуковые колебания, принимают отраженные от противоположной грани призмы. колебания, и определяют скорость ультразвука в среде с учетом полученных величин, о т л u| ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, однугрань двугранного угла образует приемно-излучающий пьезопреобразователь, величину двугранного угла изменяют до значения Iåñ 1, при котором падающие на пьеэопреобраэователь отраженные колебания возбуждают максимальную величину нулевой моды волн

Лзмба, и рассчитывают скорость ультразвука по формуле

С = С,з1п го, где С - скорость распространения нуо С2 левой моды волн Пзмба в ма- g териале пьезопреобразователЯ1 о - угол между гранями призмы соответствующий максимальному значению нулевой моды волны Лэмба.

С = С /sin 2с эт, (2) 1 1033

Изобретение относится к средствам. ультразвуковых измерений и может. быть использовано в медицине и био- логии при исследовании и контроле свойств биологических жидкостей и, мягких тканей живого организма.

Известен способ измерения скорости ультразвука, заключающийся в том, что погружают в иммерсионную жидкость исследуемое вещество с одной плоской поверхностью, изменяют угол падения волн на эту поверхность до получения полного внутреннего отражения, измеряют критический угол падения волн, и, учитывая величину этого угла и скорость ультразвука в иммерсионной жидкости, определяют скорость ультразвука в исследуемом веществе t 1.

Недостатком способа является малая20 точность измерения ввиду того, что прирост акустической энергии при критических углах падения сравнительно небольшой и крутизна выходного напряжения пьезопреобразователя слабо зависит от изменения угла в окрестности первого и второго критических углов.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения скорости уль- З0 тразвука, заключающийся в том, что исследуемую среду формируют в виде треугольной призмы с острым двугранным углом, излучают в эту среду ультразвуковые колебания, принимают отраженные от противоположной грани приз-. мы колебания и определяют скорость ультразвука в соеде с учетом полученных величин Г23.

Недостатками известного способа яв-, 40 ляются необходимость размещения исследуемого вещества в специальной кювете, отсутствие возможности проведения измерений, связанных с исследованиями мягких тканей живых организмов, снижение точности измерений из45 за уменьшения интенсивности ультразвуковых колебаний, обусловленное двойным прохождением ультразвука через переднюю грань кюветы.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения скорости ультразвука, заключающемуся в формировании исследуемой среды в ви- 55 де треугольной призмы с острым двугранным углом, излучении в эту среду ультразвуковых колебаНий, приеме отраженных от противоположнбй грани призмы колебаний и определении скорости ультразвука в среде с учетом полученных величин., одну грань двугранНого угла образует приемно-излучающий пьезопреобразователь, величину деугранного угла изменяют до значения с, при котором падающие на пьезопреобразователь отраженные колебания возбуждают максимальную величину нулевой моды волн Лэмба и рассчитывают . скорость ультразвука по формуле

С = С„з1п 2дгде С - скорость распространения нуО левой моды волн Лэмба в материале пьезопреобразователя ф - угол между гранями призмы, со-; ответствующий максимальному значению нулевой моды волны

Лэмба.

На чертеже представлен вариант устройства, реализующего способ. устройство содержит приемно-излучающий пьезопреобразователь 1, отражатель 2, образующие острый дву» гранный угол, и исследуемую среду 3.

Продольные волны, излучаемые пьезопреобразователем 1, падают на исследуемое вещество 3, помещенное

- внутри двугранного угла cL и образованного пьезопреобразователем 1 и отражателем 2. После отражения от отражателя 2 эти волны падают на пьезопреобразователь 1 под углом 2 . Плавным изменением угла oL подбирают угол падения волн 2,с(, на пьезопреобразова тель 1, равный углу максимального возбуждения нулевой моды волн Лэмба.

Скорость С"ультразвука в исследуемой среде 3 рассчитывается по формуле

C0siп 2 oL (1 ) где C скорость нулевой иоды волн

Лэмба в материале пьеэопреобразователя.

В случае необходимости величи на С может быть найдена llpN Hcflollb зовайии вместо исследуемого вещества эталонной жидкости, скорость С ультразвука для которой известна.

Тогда из (1 } получаем а с учетом (1 ) и (2) получаем

С = С т. sin 2 о /sin 2о .„т (3) r .

Составитель Л. Карписонов

Техред .И. Иетелева Корректор И., ВатрушкинаРедактор П,,Макаревич

Заказ 5611/44 . Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35,.Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1033877 а

Предлагаемый способ имеет то измерительной кюветы, так как не трепреимущество перед другими, что поз - буется перемещения пьезопреобразоваволяет провести измерения скорости теля, а это позволяет проводить изультразвука s мягких тканях живого мерение в биологических жидкостях, организма. которые в ряде случаев не могут

Использование способа дает возмож- быть получены в больших количеность существенно уменьшить размеве юмов.