Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при определении распределения плотности по объему исследуемой жидкости и изучении кинетики химических реакций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения распределения значений скорости ультразвука. Устройство включает веерный встречно-штыревой преобразователь (ВШП), при помощи которого излучают акустический сигнал с шириной спектра, меньшей частотного интервала между модами волновода, образованного двумя параллельными пьезоподложками, между которыми размещают исследуемую жидкость. Сканирование исследуемого объема происходит при изменении частоты модуляции сигнала, подаваемого на излучающий ВШП. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368090/25-28 (22) 26.01.88 (46) 15.08.90. Бюл. ф 30 (71) Специальное опытное проектноконструкторское технологическое бюро с опытным производствсм "Медбиофиэприбор" СО АМН СССР (72) lO.И.Варенин, А.Н.Uàïêèí и И.Б.Яковкин (53) 534.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 105476 1, кл. G 01 И 29/00, .1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В >КИДКОСТЯХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности при определении распределения плотности в растворах и изучении кинетики химических реакции о

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения распределения скорости ультразвука по объему жидкости.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях содержит две плоские параллельные пьеэоподложки 1 и 2, нанесенные

ÄÄSU ÄÄ 1585690 А 1.(5))5 G 01 Н 5/00, С 01 N 19/02 зовано, в частности, при определении распределения плотности по объему исследуемой жидкости и изучении кинетики химических реакций. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения распределения значений скорости ультразвука. Устройство включает веерный встречно-штыревой преобразователь (ВШП), при помощи которого излучают акустический сигнал с шириной спектра, меньшей частотного интервала между модами волновода, образованного двумя параллельными пьезоподложками, между которыми размещают исследуемую жидкость. Сканирование исследуемого объема происходит при изменении частоты модуляции сигнала, подаваемого на излучающий ВШП ° 1 ил. на пьезоподложку 2 излучающий веерный 3 и приемный 4 встречно-штыревые преобразователи (ВШП), генератор 5 импульсов, последовательно соединенные генератор 6 качающейся частоты и модулятор 7, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов, .и подключенный к выходу прием ного ВШП 4 блок измерения времени, выполненный в виде частотомера 8, вход излучающего ВШП 3 подключен к выходу модулятора 7.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую жидкость размещают между двумя плоскими параллельными пьезоподложками f и 2, которые обра1585690 зуют акустический волновод. енератор 6 качающейся частоты вырабатывает электрический синусоидальный сигнал с переменной по времени частотой. Сигнал подается на модулятор

7, на управляющий вход которого одновременно подается широкополосный электрический импульс с генератора

5 импульсов. На модуляторе 7 происходит амплитудно-импульсная модуляция синусоидального сигнала, в результате чего получают радиоимпульс с шириной полосы спектра, меньшей интервала между модами волновода, который подают на излучающий ВШП 3, выполненный н виде веерного преобразователя, у которого пространственный период между штырями изменяется вдоль нормали к акустическому каналу. При подаче широкополосного электрического сигнала на передающий ВШП 3 возбущ аются поверхностные волны, которые возбуждают объемные волны в акустическом волноводе лишь под определенным углом (рэлеевским), и, соответетвенно, в волноводе возбуждаются только те нормальные моды, фазовые скорости которых равны рэлеевской Vp, т.е. система преобразователь — акустический волновод сама автоматически выбирает из спектра сигнала .только те компоненты, которые способны возбуждать нормальные моды с фазовыми скоростями, равными рэлеевской. На

35 приемном ВШП 4 получают сигнал с периодическим спектром, соответствующим периодической последовательности импульсов с интервалом времени между ними КОтОрый измеряется 4р с помощью блока 8 (частотомера) измерения времени как б = -- где

Г

Я t

5f — разность между соседними модами.

По формуле 45

Vp

V v ж- где Н вЂ” акустическая база, определяют скорость распространения ультразвуковых волн в сечении у1 .

Затем генератор 6 качающейся частоты изменяет частоту синусоидального сигнала, изменяя частоту заполнения радиоимпульса.

Таким образом, последовательно изменяя частоту синусоидального сигнала, определяют скорости ультразвуковых волн в различных сечениях исследуемого объема Ч у, ..., V®y„.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях, содержащее генератор импульсов, первую и вторую плоские параллельные пьезоподложки, нанесенные на одну из пьезоподложек, излучающий и приемный встречно-штыревые преобразователи и блок измерения времени, вход которого подключен к выходу приемного встречно-штыревого преобразователя, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения распределения скорости ультразвука по объему исследуемой жидкости, оно снабжено последовательно соединенными генератором качающейся частоты и модулятором, выход которого, подключен к входу излучающего встречно-штыревого преобразователя, второй вход модулятора соединен с выходом генератора импульсов, блок измерения времени выполнен в виде частотомера, а излучающий встречно-штыревой преобразователь выполнен в виде веерного преобразователя.-

1585690

Составитель Д.Широчин

Ъ

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 431

Подписное

Заказ 2322

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101