Датчик на поверхностных акустических волнах для определения состава газов или жидкостей

 

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.Я0„„1629840

Al (Д1)5 С 01 N 29/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«аней

ОЪ

Ю

Ж

QG

Д;ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям пРИ Гннт сссР (21) 4663689/28 (22) 16.03.89 (46) 23.02.91. Бюп. N- 7 (72) Ю.В.Бельский, В.И.Малахов, А.Н.Русаков и В.Г.Сорокин (53) 620.179.16 (088.8) (56) British Polymer Journal, 1987, ч. 19, 9 384 р.401-407.

1ЕЕЕ Ultrasonics Symposium Procudings, 1987, р.633-636. (54) ДАТЧИК НА ПОВЕРХНОСТНЫХ

АКУСТЦЧЕСКИХ ВОЛНАХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОСТАВА ГАЗОВ ИЛИ ЖИДКОСТЕЙ (57) ИзобРетение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано при контроле составов газов или жидкостей. Цель изобреИзобретение относится к ультразвуковому контролю физико-механических характеристик различных веществ и может быть использовано при контроле состава газов или жидкостей.

Целью изобретения является повышение чувствительности датчика на поверхностных акустических волнах (ПАВ) .

На фиг.1 приведена схема датччка на ПАВ; на фиг.2 — амплитудно-частотная характеристика датчика на ПАВ.

Датчик на ПАВ содержит звукопровод 1, входной 2 и выходной 3 преобразователи ПАВ, пленку 4 селективного сорбента и решетку 5 из отражающих ПАВ элементов, расстояние d между которыми удовлетворяет условию:

2 тения —. повышение чувствительности.

Цель достигается путем размещения на поверхности звукопровода под пленкой из селективного сорбента решетки от отражающих ПАВ элементов с периодом, величина d которorо выбрана из

V ч условия

2f 0(1+ ) 2f о (1-6) где V — скорость IIAH в материале звукопр овода; f — центральная частота преобразователя ПАВ; Д вЂ” от««ос««тельная ширина полосы рабочих частот в устройстве, содержащем звукопровод, размещенные на его поверхности входной и выходной преобразователи ПАВ и расположенную между ними пленку из селективного сорбе««та.

2 ил.

v V — d (1)

2f î (1+И 2Хо (" g) где v — скорость ПАВ в материале звукопровода;

f — центральная частота преобраЬ

1з ова тел ей ПАВ; — относительная ширина полосы рабочих частот преобразователей ПАВ.

Смысл выражения (1) заключается в том, что при выполне««««и этого условия полоса режекции (непропускания) сигнала ПАВ находится в пределах главного лепестка АЧХ преобразователей ПАВ.

Датчик на ПАВ работает следующим образом.

Входной преобразователь 2 возбуж-« дает в звукопроводе 1 ПАВ, которая принимается выходным преобразователем 3. При выполнении условия (1) из-эа наличия решетки 5 между. преобразователями на некоторой частоте f внутри полосы рабочих частот преобразователей наблюдается режекция сигнала, т.е. при отражении ПАВ от решетки АЧХ датчика возникает полоса непропускания сигнала на частоте f (Фиг.2). Частота f связана со скоростью v распространения ПАВ в слоистой структуре пленка — звуко- провод соотношением, К вЂ” —, (2)

vg

2d

Ширина полосы режеквди определяется числом элементов в.решетке 5, т. е. ее длиной вдоль направления распространения ПАВ. Частоту f измеряют частотомером (не показан) .

Воздействуют на пленку 4 исследуемым газом или, жидкостью, в результате чего из-за адсорбции пленкой контролируемых элементов или веществ происходит изменение- скорости ПАВ в слоистой структуре и изменение частоты режекции в соответствии с выражением (2). С помощью частотомера измеряют величину изменения частоты режекции,,по которой судят о присутствии в среде контролируемых элемен29840, тов или вещества и об их концентрации.

Формула изобретения

Датчик на поверхностных акустических волнах для определения состава газов или жидкостей, содержащий

10 звукопровод и размещенные на его поверхности входной преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ), выходной преобразователь ПАВ и пленка селективного сор бента, располо-.

15 женная между входным и выходным преобразователями ПАВ, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен размещенной на поверхности звукопро-. вода под пленкой селективного сор20 бента решеткой отражающих ПАВ эЛементов, расстояние d между которыми удовлетворяет условию .

V Ч

25 (dc

2fo (1+8) 2f+ (1-$) где v — скорость ПАВ в материале эвукопровода;

f — центральная частота преобразователей ПАВ;

30 о — относительная ширина полосы рабочих частот преобразователей ПАВ.

Составитель С.Волков

Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 436 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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