Устройство для измерения коэффициента отражения образцов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА -ОТРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ , содержащее генератор радиоимпульсов с изменяемой частотой, подключенный к нему акустический излучатель , гидроакустическую трубу, один торец которой сопряжен с акустическим излучателем, а другой предназначен для контактирования с образцом, установленный в гидроакустической трубе акустический приемник и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повьш1ения точности измерения, блок регистрации вьтолнен в виде п фильтров гармоник, входы которых подключены к акустическому приемнику , п измерителей амплитуды и (п-1) электрических цепей, состоящих из последовательно соединенных умножителя частоты, фазометра и индикатора, входы умножителей частоты подключены соответственно к выходам первых (п-1) фильтров гар3 моник и измерителей амплитуды, а вторые входы фазометров подключены соответственно к выходам фильтров последукнцих гармоник. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гидроакустическая труба заполнена средой с большим коэффициентом нелинейноссо ти в зоне акустического излучателя. О5 сл 4;

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3764502/25-28 (22) 04.07.84 (46) 07.12.85. Бюл. Р 45 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (72) В.Н. Максимов, В.Ю, Волощенко и В.И. Тимошенко (53) 534.24 (088.8) (56) Справочник по гидроакустике.

Л.: Судостроение, 1982, с. 210.

Авторское свидетельство СССР и 537293, кл. G 01 N 29/02, 1974. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ-.

НИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, содержащее генератор радиоимпульсов с изменяемой частотой, подключенный к нему акустический излучатель, гидроакустическую трубу, один торец которой сопряжен с акустическим излучателем, а другой предназначен для контактирования с образцом, установленный в гидроакустической трубе акустический прием„„SU„„1196754 ник и блок регистрации, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, блок регистрации выполнен в виде и фильтров гармоник, входы которых подключены к акустическому приемнику, и измерителей амплитуды и (й-1) электрических цепей, состоящих из последовательно соединенных. умножителя частоты, фазометра и индикатора, входы умножителей частоты подключены соответственно к выходам первых (и-1) фильтров гармоник и измерителей амплитуды, а вторые входы фазометров подключены соответственно к выходам фильтров последующих гармоник.

2. Устройство по п. 1, о т л и — И ч а ю щ е е с я тем, что гидроакустическая труба заполнена средой ! с большим коэффициентом нелинейнос- и" ти в зоне акустического излучателя.. Сф

1 11

Изобретение относится к способам

I и устройствам исследования акустических характеристик материалов и предназначено для определения комплексных коэффициентов отражения акустических сигналов от поверхности материалов, помещенных в различные среды (газы, жидкости и т.д.).

Цель изобретения. — расширение частотного диапазона и повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг ° 2 эпюры напряжений в различных точках устройства; на фиг. 3 — график изменения частот гармоник сигнала.

Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов с изменяемой частотой, соединенный с акустическим излучателем 2;, находящимся в акустическом контакте со средой 3, заключенной в гидроакустическую трубу 4, на другом конце которой перпендикулярно оси трубы расположена плоская поверхность исследуемого образца 5. Между преобразователем 2 и образцом 5 на оси трубы 4 расположен акустический приемник 6, соединенный через п фильтров 7-10 с измерителями 11-14 амплитуд. Кроме того, самый высокочастотный фильтр 10 соединен с входом фазометра 15, выход самого | низкочастотного фильтра 7 соединен через умножитель 16 частоты с входом фазометра 17, а каждый из выходов остальных фильтров 8 и 9 соединен с вторыми входами фазометров 17 и 18 той же частоты и через умножители 19 и 20 частоты- с входами, последующих гармоник фазометров 18 и 15.. Выходы фазометров 17, 18 и 15 соединены с индикаторами 21-23.

Генератор 1 вырабатывает радиоимпульс U<, поступающий на акустический преобразователь 2, излучающий в среду 3 акустический сигнал

U . При распространении этого сигнала в среде 3, обладающей нелинейностью, происходит искажение формы снгнала и его постепенное превращение в пилообразный» т.е. образование высших гармоник сигнала. При этом, если уровень излучаемого сигнала

U (первая гармоника) принять за единицу, то амплитуды второй, третьей и т.д. гармоник могут достигать значений 1/2, 1/3 и т.д.

10 l5

1

Длительность радиоимпульса U„ выбирают такой, чтобы в нем помещалось не менее шести-десяти полных высокочастотных колебаний наиниэшей частоты, частоту радиоимпульса изменяют от наинизшей f<., на которой необходимо производйть измерения до частоты 2f . Период повторения радиоимпульсов выбирают таким, что" бы за время паузы полностью успевали затухнуть все реверберационные процессы в акустической |рубе; Расстояние Y выбирают таким,.чтобы не перекрывались сигналы U u U, и для расстояния L должно выполняться условие L)) Y, чтобы основной процесс образования гармоник сигнала U происходил на участке L. Для этого также в качестве среды на участке может быть установлено вещество с большим коэффициентом нелинейности (вода, насыщенная газовыми пузырьками, и т.д.), на участке

Y — с меньшим. Отношение L/Y берут не менее 5-6.

Сигналы U и U4, снимаемые с акустического приемника 6, поступают на и фильтров 7-10, настроенных на первую, вторую и т.д. гармоники сигнала П|. На выходах фильтров выделяются сигналы U g, U <, U t, U <, соответствующие и гармоникам сигна- . лов U> и U<. Амплитуды этих гармоник определяют с помощью измерителей 11-14 амплитуд, в качестве которых могут использоваться осциллографические индикаторы, импульсные милливольтметры, в которых предусмотрена временная селекция сигналов, и т.д. Кроме того, сигналы U5, U<, U> поступают на умножители 16, .19 и 20 частоты с коэффициентами умножения К„, К, К выбираемыми такими, чтобы после умножения частота сигнала Uy была равна частоте сигнала U6, сигП о (астоте си|нала П|, Us< â U Ф

Сигналы с одинаковыми частотами поступают на входы (и-1) фазомет96754

Прямая акустическая волна U>, пройдя расстояние Ь,.принимается

Р акустическим приемником 6, достигает поверхности исследуемого образца 5, отражается от него, и отраженная волна U также принимается акус4 тическим приемником 6.

1196754 ров 17, 18 и 15, с выходов которых напряжения U<>- U, пропорциональные разности фаз измеряемых сигналов, подаются на индикаторы .21-23, измеряющие отдельно амплитуды 5 сигналов U и U, характеризующих разность фаз между сигналами 0 .

U „, соответствующими прямой акустйческой волне, и U2 <, U g»,, соответствующими отражейной акустичес- 10 кой волне.

В предлагаемом устройстве излучающий тракт может иметь полосу пропускания не более декады (т.е. отношение f. /f < = 2), а измерение можно проводить в более широкой полосе, например, при использовании дополнительно трех гармоник излучаемого сигнала — второй, четвертой и восьмой, полоса измерения охватывает четыре октавы (т.е. Е /f„ 16 или расширяется в 8 раз).

1196754

Uj2

М ь ф

Ь Л 2

%1

0 1 2 3 4 5 6 7.8 9 7

Чаппатпа гарманик, огпн.ед

Фог, Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор А. Шишкина Техред С.Мигунова Корректор М.Демчик

Заказ 7558/42 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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