Устройство для измерения акустических колебаний

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьшение точности и расширение диапазона измерений за счет получения полной информации о векторе акустических колебаний. Устройство содержит приемную мембрану акустической волны и трехгранную пирамиду , зеркальные грани которой нормальны оптическим осям интерферометров 2-4, оптически связанных с акустическим преобразователем 1. Интерференционные картины изменяются при колебании мембраны, изменения регистрируются фотоприемниками 5-7. Электрический сигнал на выходе каждой измерительной цепи пропорционален амплитуде колебаний в направлении, соответствующем оптической оси данного лазерного интерферометра. Информацию о разности фаз колебаний между измерительными цепями получают с помощью фазометров 14 и 15. По полученным данным в вычислителе 16 строится вектор акустической волны. 2 ил. (Л tc 00 о 00 со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСГЬ БЛИК (59 4 G Oi Н 9/00

;- 1Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3943234./24-28 (22) 16.08.85 (46) 30. 12.86. Бюл. Р 48 (71) Московский институт радиомеханики, электроники и автоматики (72) Г.Л.Киселев, Я.М.Ковальчук, П.В.Коленько и А.М.Лачугин (53) 620. 178.53(088.8) (56) Патент ClilA У 3433959, кл. Н 04 В 9/00, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИК КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений за счет получения полной информации о векторе акустических колебаний. Устройство содержит приемную мембрану акусти,SU„„1280335 А 1 ческой волны и трехгранную пирамиду, зеркальные грани которой нормальны оптическим осям интерферометров 2-4, оптически связанных с акустическим преобразователем 1. Интерференционные картины изменяются при колебании мембраны, изменения регистрируются фотоприемниками 5-7. Электрический сигнал на выходе каждой измерительной цепи пропорционален амплитуде колебаний в направлении, соответствующем оптической оси данного лазерного интерферометра.

Информацию о разности фаз колебаний между измерительными цепями получают с помощью фазометров 14 и 15. По по- @

О лученным данным в вычислителе 16 строится вектор акустической волны.

2 ил.

С:

1280335

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения акустических волн в объектах контроля в машиностроении, дефектометрии, прикладной 5 акустике.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений за счет получения полной информации о векторе акустических ко1О лебаний, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения акустических колебаний9 на фиг.2

15 акустический преобразователь и схема расположения акустических осей лазер-. ных интерферометров.

Устройство состоит из акустического преобразователя 1 трех измери9

„20 тельных цепей из последовательно соединенных лазерных интерферометров

2-4, оптически связанных с акустическим преобразователем 1, фотоприемников 5-7, широкополосных усилителей 8- 10 и фильтров 11-13, фаэометров 14 и 15 и вычислителя 16, причем выходы фильтров 11-13 и фазометров 14 и 15 связаны с входами вычислителя 16, а входы фаэометров 14 и 15 связаны соответственно с выходами фильтров 11, 13 и

11, 12.

Акустический преобразователь 1 состоит из приемной мембраны 17 и трехгранной пирамиды 18, зеркально

35 отражающие грани которой нормальны оптическим осям Х, Y Z интерферометров 2-4, причем оптические оси

Х9 7, Е расположены нормально по 40 отношению друг другу и в точке их пересечения на приемной мембране 17 установлена трехгранная пирамида 18 (фиг.2).

Устройство работает следующим об- 45 разом.

При падении на поверхность приемной мембраны 17 акустической вол ны колеблются мембрана 17 и трехгранная пирамида 18. Для улучшения согласования со средой мембрана выполнена в виде тонкой коллоидной пленки. При перемещении пирамиды по какой-либо из осей происходит изменение интерференционной картины9 55 которое регистрируется фотоприемниками 5-7. Сигнал с фотоприемников усиливается широкополосными усилителями 8-10 и поступает на входы фильтров 11-13, настроенных на частоту акустической волны.

Электрический сигнал с каждого фильтра пропорционален амплитуде колебаний в направлении, .соответствующем оптической оси данного лазерного интерферометра. Информацию о разности фаэ колебаний, например cp„ =q р и(p -cp -q между каналами получают

К9 2 с помощью фазометров 14 и 15, установленных между выходами трех фильтров. Информация о фазе и амплитуде проекции вектора акустической волны используется в вычислителе 16 для вычисления модулей /а,/, /а>/, /g / амплитуды акустической волны вдоль осей

Х, Y Z по которым строятся векторы а„=е„/а„/;а =e>/а /cosy,; a,=е, g,/созе„, где „ р„ e — единичные векторы к1 в направлении осей Х, Y Z.

Затем в вычислителе строится вектор акустической волны. Например, если оптические оси лазерных интерферометров взаимно ортогональны, то модуль этого вектора равен

/а/а направляющие косинусы углов к осям К, Y Z соответственно равны аа соаа„-; ...e> г а„+а, фа к соэ9 =

Формула изобретения

Устройство для измерения акустических колебаний, содержащее приемную мембрану и измерительную цепь, включающую лазерный интерферометр, оптически связанный с мембраной, и последовательно соединенщяе фотоприемник, установленный на выходе интерферометра, широкополюсный усилитель и фильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено двумя дополнительными идентичными измерительными цепями, двумя фаэометрами9 вычислителем и трехгранной пирамидой, зеркально отражающие грани которой нормальны оптическим осям интерферометров, причем выходы фильтров измери1280335

НаараЬение eopnari u

17 йкусгпачеснан 3овна

Фиг,2

Составитель С.Конюхов

Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Редактор Т.Парфенова

Заказ 7048/40 Тираж 507. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 тельных цепей связаны с входами фазометров и вычислителя, выходы фазометров связаны с входами вычислителя, оптические оси интерферометров расположены нормально по отношению

4 уг к другу, а трехгранная пирамид а установлена в точке их пересечения на приемной мембране и образует с приемной мембраной акустическии преобразователь.