Устройство для акустических исследований

 

3IO2II бова Советових

Социалиотичесхих

Реопублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.Ч1.1970 (М 1449244/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.VI1.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 15.Х.1971

МПК G Olv 1/40

Е 21b 47/00

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 550.834:622.241 (088.8) Авторы изобретения

В. С. Ямщиков и А. М. Шестопалов

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к области акустических исследований и предназначено для измерения коэффициента затухания и фазового коэффициента акустической волны, распространяющейся в поглощающей среде. Устройство может найти применение при исследовании свойств горных пород, при выполнении акустического каротажа, при осуществлении контроля материалов и конструкций.

Известные устройства для определения коэффициентов поглощения не обеспечивают высокой точности измерений вследствие трудностей получения, идентичных акустических контактов или сложны по конструкции,.

Цель изобретения — обеспечить одновременное измерение коэффициента затухания и фазового коэффициента, а также увеличить точность измерения этих коэффициентов.

Цель достигается благодаря тому, что устройство содержит схему сравнения, подключенную. к двум приемникам, расположенным между попеременно р аботающими излучателями, через каналы измерительной схемы, а каждый канал измерительной схемы содержит аттенюатор и фазовращатель. Схема сравнения осуществляет двухкратную балансировку напряжений приемнико в, выполняемую при действии.первого излучателя посредством аттенюатора и фазовращателя одного приемника, а при действии другого излучателя — посредством калиброванного аттенюатора и фазовращателя второго приемника, проградуированных соответственно в единицах коэффициентов затуханий и фазовых коэффициентов.

Суть изобретения пояснена чертежом, где представлена блок-схема предлагаемого устройства, которое содержит излучатели 1 и 2, присоединенные к исследуемому материалу

3, работающие попеременно и расположенные на одной линии с двумя приемничками 4 и 5. Приемники 4 и 5 имеют аттенюаторы б и

7 фазовращатели 8 и 9, подключенные к схеме сравнения 10, с помощью которой осуществляется балансировка выходных напряжений приемников.

Балансировка выходных напряжений приемников 4 и 5 осуществляется при работе излучателя 1 посредством аттенюатора б и фазовращателя 8 приемника 4, а при работе излучателя 2 — посредством аттенюатора 7 и фазовращателя 9, используемых для отсчета измеряемых величин, При работе излучателя 1 напряжение на выходе приемника 4 равно

Ц вЂ” U .Pот e — аа, где Uo — интенсивность излучателя 1; k — коэффициент, учитывающий переходное затуха30 ние между излучателем 1 и исследуемым маЗИ}2Л „„.

U, = U,kmȌ- (+ }

Составитель Э. А. Терехова

Техред E. Борисова Корректор T. А. Миронова

Редактор И. Орлова

Заказ 2849/10 Изд. № 1081 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 териалом; ml — коэффициент, учитываютций переходное затухание входного преобразователя и чувствительность приемника 4; х, расстояние от излучателя 1 до приемника 4

a= P+ja — показатель распространения; коэффициент затухания; а — фазовый, коэффициент, Напряжение на выходе приемника 5 равно где m2 — коэффициент, учитывающий переходное затухание входного преобразователя и, чувствительность приемника 5; l — расстояние между приемниками 4 и 5. Отношение выходных напряжений приемников 4 и 5 равно

U» т»е

Ui

При работе излучателя 2 отношение выходных напряжений приемников 4 и 5 определяется аналогичным выражением

У2 m»

Ф вЂ” 1 mе

Из двух последних выражений находим, что

U»Ui е-2»1—

U»U2 отсюда показатель раслространения акустической волны

° 1 U 2 Р + /а = — 1п

21 U» Ui

Из последнего выражения следует, что при выполнении балансировки (U,=U2) сигналов.приемников 4 и 5 от излучателя 1, обеспечиваемой, посредством аттенюатора б и фазовращателя 8, сигналы приемников 4 и 5, noKBHIBUIèåñÿ .на их выходах iB результате вклю5 чения другого излучателя 2, определяют показатель распространения согласно формуле

1 U2

1+ j2= — 1п

2l У

10 и вторая балансировка выходных напряжений приемников 4 и 5, выполняемая посредством калиброванных аттенюатора 7 и фазовращателя 9 (аттенюатор 7 имеет логарифмическую шкалу затуханий) дает возможность

15 делать отсчет искомых величин р и а по шкалам, соответственно, аттенюатора 7 и, фазовращателя 9. Как видно, в предлагаемом устрой1стве осуществляется одновременное измерение коэффициента затухания и фазового

20 коэффициента с обеспечением компенсаций погрешностей. обусловленных неидентичностью акустических контактов и различием чувствительности, приемников.

25 Предмет изобретения

Устройство для акустических исследований, содержащее зонд с акустическими излучателями и приемниками и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью обес30 печения одновременного измерения коэффициента затухания и фазового коэффициента, а также увеличения точности измерения этих коэффициентов, оно содержит схему сравнения, подключенную к приемникам зонда че35 рез каналы измерительной схемы, а каждый канал измерительной схемы содержит аттенюатор и фазовращатель.