Устройство для измерения акустического сопротивления

Авторы патента:

G01N29 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») зз о ь (61) Дополнительное K авт. свид-ву (22) Заявлено18.12.74 (21) 2089382/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.10.76,Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 11.02.77 (51) М, Кл.т

501 N 29/00

Гасударственный иамитет

Саавта Министров СССР ао делам иаооретений и открытий (53) УДК 534.64(088.8) (72) Авторы изобретения

А, Л, Давыдов и A E К.олесчиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КУСТИЧЕСКОГО

СОГ|РОТИВЛЕН ИЯ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах для исследования и измерения акустических свойств образцов и элементов конструкций, в частности акустического сопротивления и коэффициента отражения звука от поверхности.

Известны устройства для определения акустического сопротивления по реакции излучателя путем измерения электрического 10 сопротивления электроакустического преобразователя, нагружаемого исследуемым сопротивлением j2). Измерения комплексного электрического сопротивления сопровождаются сложной процедурой настройки, поэ- 1 тому мало распространены.

Устройства для определения акустических сопротивлений методом стоячих волн в акустических трубах требуют сложного специального оборудования (3).

Известно также устройство для измерения акустического сопротивления (1), содержашее электрический генератор с мостовой схемой самовозбуждения, электроакустические преобразователи и частотомер. д

Электроакустический преобразователь подключают к элементам задаюшего контура электрического генератора и изменение частоты гечерируемого напряжения характеризует изменение механических свойств преобразователя, Эти устройства, однако, реагируют эффективно только на изменение реактивной составляюшей электрического сопротивления и не позволяют с достаточной точностью судить об активной составляющей.

Цель изобретения вЂ” повышение чувствительности и раснцтрение диапазона измерения, Это достигается тем, что электроакустические преобразователи включены, по крайней мере, в два смежных, обеспечиваюших положительную обратную связь, плечи моста, а цепь отрицательной обратной связи включена через трансформатор в дру гую диагональ моста.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 вЂ” устройство, где преобразователи включены во все четыре плеча моста.

Выход 1 (основной) усилителя 2 генератора с мостовой схемой самовозбуждения связан с диагональю моста, в два смежных плеча которого, обеспечивающих положи« тельную обратную связь, включены электроакустические преобразователи 3 и 4, В эти же плечи моста включены переменные резисторы 5 и 6, регулирующие исходную частоту генератора. Резисторы 7 и 8 включены в два другие плеча моста. В диагональ моста между точками 9 и 10 включен трансформатор 11, связанный с выходом 12 отрицательной обратной связи усилителя 2. К выходу 1 усилителя 2 подключен частотомер 13.

Акустическое сопротивление образцов определяется путем фиксации изменения частоты электрических колебаний генератора, вызываемого изменением входного электрического сопротивления включенных в плечи мостагенератора электроакустических преобразователей, при взаимодействии их с поверхностью испьггуемого образца, Преобразователи 3 и 4 устанавливаются непосредственно на поверхность испытуемого образца.

Положительная обратная связь через плечи моста, в которые включены электроакустические преобразователи 3,4 и переменные резисторы 5 и 6, обеспечивает необходимый для самовозбуждения нулевой сдвиг фаз на частоте баланса моста. Одновременно отрицательная частотно-зависимая обратная связь снимается с другсй диагонали моста и через трансформатор 11 подается на выход 12 усилителя. B результате происходит подавление возбуждения генератора на других частотах. Исходная частота сам овозбуждения выбирается ниже частоты механического резонанса электроакустического преобразователя, поэтому его сопротивление имеет емкостный характер. Изменение акустической нагрузки вызывает изменение емкостного и активного сопротивления плеч и следовательно, изменение частоты самовозбуждения схемы.

Работа устройства, в котором электраакустические преобразователи 3,4, 3 и

4, нагруженные на измеряемую акустическую нагрузку (фиг. 2), включены во все четыре плеча моста аналогична. Его чувствительность к изменению нагрузки вдвое выше, Эта схема обеспечивает более интенсивное подавление составляющих других частот.

Устройство определяет широкий диапазон акустических сопротивлений, что обеспечивается высокой чувстви гельностью мостовой схемы. Йля проведения измерений нет необходимости в регулировочных опера шях

Изменение может бьггь автоматизировано

Я путем введения данных с выхода частотомера в ЗКВМ. Устройство содержит минимальное число радиотехнических деталей, не требует мощных исто ников питания и обладает высокой помехоустойчивостью.

И Благодаря простоте л компактности оно может использоваться в полевых и морс= ких условиях. Описываем ое устройство также определяет коэффициент отражения звука от поверхности и осуществляет авто @ матический контроль неизменности этих параметров, Ф ормула изобретения

Устройство для измерения акустического сопротивления, содержащее электрический генератор с мостовой схемой самовозбуждения, электр оакустические преобразовате лии частотомер, отли ча юще евЂ” с я тем, что, с целью повышения;увст вительности и расширения диапазона измерений, электроакустические преобразователи включены, по крайней мере, в два смежных обесчечиваюших положительную обратную связь плеча моста, а цепь отрицательной обратной связи включена через грансформатор в другую диагональ мос та.

4О

Источники информации, принять е во внимание при экспертизе:

1, Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения . Издательство Стандартов> 4., 1970 г. стр. 97.

2. Клюкин И. И, и Колесников A. E.

Акустические измерения в судостроении, Л., 1968 г.

3. Патент США № 3.346.067. кл. 181-5, 10.10.67.

4, Авторское свидетельство СССР № 119254, кл. 501 R 17/10, 12,05. 58

531075

Составитель Т. Иванова

Редактор О. Филиппова Техред А. Богдан Корректор lL Мельниченко

Заказ 5387/160 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Устройство для измерения акустического сопротивления

Способ ультразвукового эхо-импульсного контроля сварных швов // 530246

Способ ультразвукового контроля // 530245

Способ ультразвукового контроля // 530244

Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости // 530243

Интерферометр для измерения поглощения ультразвука в жидкостях и газах // 530242

Способ определения комплексного модуля сдвига и коэффициента потерь вязкоупругого материала // 530241

Искатель для ультразвукового контроля // 529413

Способ ультразвукового контроля изделий // 529412

Способ ультразвукового контроля качества изделий // 528500

Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости // 2101698

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения концентрации взвешенных веществ в жидких средах в сельскохозяйственном производстве, нефтеперерабатывающей и горнорудной отраслях промышленности

Способ комплексного контроля качества сварных соединений // 2102740

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварных соединений

Способ измерения плотности критического тока образцов втсп- керамики // 2102771

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента // 2104517

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для исследования процессов твердения вяжущих материалов, например цементов

Способ определения коэффициента структурных напряжений // 2104518

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении коэффициента структурных напряжений вяжущей композиции для оценки, например, эффективности механического уплотнения

Способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа // 2104519

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для оперативного контроля работоспособности ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов в процессе их настройки и поиска с помощью них дефектов в разнообразных материалах и изделиях промышленности, например,в сварных соединениях, в железнодорожных рельсах

Импульсный импедансный дефектоскоп // 2104520

Изобретение относится к акустической дефектоскопии, в частности, к устройствам выявления дефектов импедансным методом

Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь // 2104618

Устройство для измерения содержания механических примесей в жидких средах // 2105300

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий // 2105301