Способ юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей и устройство для его осуществления

 

-,":1.,ÐÓô L (Н.Б.Лежнев

" ЙП49 т ф" / "// -"; я

I»

Физико-технический институт АН Туркменской=АССР (72) Автор изобретения (?! ) Заявитель (54) СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ГИПЕРЗВУКОВОГО ТРАКТА

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.1

Изобретение относится к технике акустических измерений и предназна" чено для юстировки параллельности волнового фронта излучающего преоб" разователя акустических волн относи/

5. . тельно регистрирующего-приемного -преобразователя в преимущественно высоко. частотных гиперзвуковых установках, предназначенных для исследования жидкостей. ю

Известны автоколлимационный coQ соб асти ров ки опт ичес ки х деталей, заключающийся в -том, что оптические детали освещаются монохроматическим .пучком света, при этом наблюдают форму и положение колец равного наклона или полос равной ширины и по ним су- дят о взаимном положении оптических деталей, и устройство для его осу- 2О ществления, содержащее оптические. детали, установленные на общей базе основания, и систему оптико-интерФеренционной юстировки Pl ).

Однако известные способ и устрой- . ство не применимы для юстировки акустических трактов установок, предназначенных для исследования жидкостей.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются способ юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей, заключающийся в том,. что устанавливают параллельно плоские торцевые поверхности звукопроводов электроакустических излучателя и приемника с помощью оптико-интерференционного метода, и устройство для юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей, содержа. щее соосно расположенные звуколроводы электроакустических излучателя и, при» емника и установленные на общей базе два основания, с платформами которых закреплены одни из концов звукопроводов, а:.также систему оптико-ин терференционной юстировки (2 ).

Эти способ и устройство не позволяют юстировать акустические тракты, содержащие в приемных и излучающих акустических системах непрозрачные детали и функциональные элементы, и имеют ограниченную степень угловой точности установки взаимной параллельности электроакустических излучателя и приемника.

Целью изобретения является повы- р шение точности юстировки и проведения юстировки гиперзвукового тракта с оптически непрозрачными звукопроводами.

Эта цель достигается тем, что согласно способу юстировки геперзвукового тракта для исследования жидкостей, заключающемуся в том, что устанавливают параллельйыми плоские торцевые поверхности звукопроводов электроакустических излучателя и приемника с помощью оптико-интерференционного метода, размещают около плоской торцевой поверхности звукопровода оптически прозрачную плоскопараллельную репарную пластину и проводят последовательную юстировку соответственно реперной пластины относительно одного звукопровода и другого звукопровода относительно реперной пластины„ удаляют реперную пластину, между звукопроводами вводят жидкость, возбуждают в жидкости акустические колебания, сближают звукопроводы до появления сигнала, прошедшего жидкость, изменяют взаимное угловое расположение звукопроводов, измеряют при этом амплитуду прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы в таком положении, при котором ампли4О туда сигнала имеет максимальное знача ние.

При этом устройство для юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей, содержащее соосно расположенные звукопроводы электроакусти«45 ческих излучателя и приемника и установленные на общей базе два основания, с платформами которых закреплены одни из концов эвукопроводовр а также систему оптико-интерференционной юстировки, снабжено соединенными между собой с помощью юстировочных дифференциальных винтов двумя вертикальными пластинами и дополнительны" ми юстировочными дифференциальными винтами, причем одна из вертикальных пластин жестко установлена на общей базе и в ней расположены дополнительные юстировомные дифференциальные винты.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для юстировки гиперзвуко" вого тракта, на фиг. 2- взаимное расположение прозрачной плоскопараллельный реперной пластины и других элементов установки.

Устройство содержит соосно расположенные звукопроводы 1 и 2 электроакустических излучателя и приемника, содержащими композицию непрозрачных компонентов 3 (контактов металлизации, пленок пьезоэлектрической эпитаксии, деталей, соединений с электронным комплексом и т.д.). Между плоскими торцевыми поверхностями звукопроводов 1 и 2 размещают либо прозрачную плоскопараллельную реперную пластину 5, которая через основание 6 и три дифференциальных.юстировочных винта соединена с несущей

7. Две вертикальные пластины 8 и 9, в которых закреплены ближние концы звукопроводов 1 и 2, соединены между собой также тремя юстировочными дифференциальными винтами 10.

К нижним концам вертикальных пластин

8 и 9 подсоединены основания 11 и

12> по которым могут свободно (без люфта ) перемещаться платформы 13 и

14 типа "ласточкин хвост" с закрепленными на нихдальними концами звукопроводов 1 и 2. Причем пластина

8 жестко установлена на общей базе

15 (опорный лафет), которая может вращаться вокруг вертикальной оси.

Система оптико-интерференционной юстировки содержит полупрозрачное зеркало 1б, источник 17 коллимированного монохроматического света и экран

18. Излучатель 1 возбуждается с помощью генератора 19, а сигнал от приемника 2 через радиоприемное устройство 20 поступает на осциллограф 21.

Способ юстировки гиперзвукового тракта с помощью описываемого устройства осуществляется .следующим образом.

Способ проводится в два этапа: подготовительный, в котором поочередно устанавливается параллельность торцов звукопроводов 1 и 2 реперной пластине 5 по интерференционной картине в отраженном свете, и завершающий, в котором компланарность волнового фронта гиперзвука, достигающего приемника 2 акустических волн, устанавливается по максимуму сигнала на

994975 приемнике 2, по которому судят о за- вершении процедуры юстировки в целом.

Согласно первому подготовительному этапу с основания 12 снимают плат.форму 14 вместе с звукопроводом 2 электроакустического приемника. Устанавливают перед звукопроводом 1 электроакустического излучателя прозрачную плоскопараллельную реперную пластину 5 путем монтировки ее t0 .основания 6 к пластине 8 тремя дифференциальными юстировочными винтами

10. Освещают плоскую торцевую поверхность звукопровода I через полупрозрачное зеркало 16 и реперную пласти- 1S ну 5 источником 17 коллимированного монохроматического света, Наблюдают . на экране 18 отражения света от плоской торцевой поверхности звукопровода 1 и боковой поверхности реперной рв пластины 5. Совмещают эти отражения за счет изменения углового взаиморасположения этих плоскостей регулировкой дифференциальных регулировочных винтов 10 до -получения интерферен- 2S ционной картины в виде колец, Регулировка винтов 10 прекращается, когда происходит совмещение нулевого порядка колец с центром отражений, что свидетельствует о завершении проце- зв дуры установки параллельности боковой поверхности .реперной пластины 5 торцевой .поверхности звукопровода 1 с точностью порядка длины световой волны используемого лазера 3BTGH раз ворачивают общую базу 15 вокруг вер» тикальной оси на 180 вместе с пластинами 8 и 9. Снимают звукопровод электроакустического излучателя вместе с платформой 13 с основания 11, а на противоположное основание.12 устанавливают платформу 14 вместе с звукопроводом 2 электроакустического приемника. Повторяют все предыдущие операции оптико-интерферен4S ционной юстировки торцевой плоско - сти звукопровода 2 боковой поверхности реперной пластине 5 по аналогичной оптической схеме, но с помощью других юстировочных дифференциальных винтов 10. В дальнейшем уда. 50 ляют реперную пластину 5, устанавливают платформу 13 вместе с звукопроводом 1 на основание 11 в ранее onpepe>e sye позицию. На этом завершается подготовительный этап юстировки..

Согласно второму прецизионному этапу юстировки системы звукопроводы 1 и 2 совместно с электроакустическими преобразователями подключаются к генератору 19 и осциллографу

21 с радиоприемным устройством 20:

Между звукопроводами 1 и 2 вводят каплю 4 жидкости (желательно с наименьшим поглощением гиперзвука, например- ртуть, сероуглерод и т.д.), возбуждают в ней акустические колебания и сближают их до появления на экране осциллографа 21 сигнала, соответствующего прохождению гипер, звука через тонкий слой жидкости. Затухание гиперзвука и, соответственно, амплитуда принятого сигнала, очень сильно зависит от параллельности торцевых поверхностей звукопроводов 1 и

2. Это связано с тем, что даже при очень небольших угловых отклонениях из-за больших затуханий гиперзвука, частота которого равна 10 Гц, и малой длины волны (порядка 0,1 мкм) происхо. дит резкое падение амплитуды прошедшего сигнала. Поэтому добиваются окончательной компланарности волнового фронта гиперзвука торцевой поверхности вояновода 2 электроакустического приемника путем изменения углового расположения звукопроводов 1 и

2 юстировочными дифференциальными винтами 10, измеряют при этом амплитуду прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы в,таком положении, при котором амплитуда сигнала имеет максимальное значение.Предлагаемые способ юстировки гиперзвукового тракта для исследования жидкостей и устройство для его реализации позволяют значительно повысить точность юстировки (с точностью порядка нескольких угловых секунд), так как угловой критерий взаимного расположения -звукопроводов зависит оч малости длины волны колебаний, которая для акустических волн таких частот уже почти на порядок меньше, чем длина волны света, и проводить юстировку оптически непрозрачных объектов.

Ф формула изобретения

Способ юстировки гиперзвуково-.. го тракта для исследования жидкостей заключающийся в том, что устанавливают параллельно плоские торцевые поверхности звукопроводов электроакустических излучателя и приемника с помощью оптико-интерференционного

7 метода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности юстировки и проведения юстировки гиперзвукового тракта с оптически непрозрачными звукопрово- Б дами, размещают около плоской торцевой поверхности звукопровода оптически прозрачную плоскопараллельную реперную пластину и проводят последовательную юстировку соответственно реперной пластины относительно одного звукопровода и другого звукопровода относительно реперной пластины, удаляют реперную пластину, между звукопроводами вводят жидкость, возбуждают в жидкости акустические колебания, сближают звукопроводы до появления сигнала, прошедшего жидкость, изменяют взаимное угловое расположение звукопроводов, измеряют ампли- 20 туду прошедшего сигнала и устанавливают звукопроводы в таком положении, при котором амплитуда сигнала имеет максимальные значения.

2. Устройство для юстировки ги- 25 перзвукового тракта для исследования жидкостей, содержащее соосно расположенные звукопроводы электроакустических излучателя и приемника и установленные на общей базе два основания, с платформами которых закреплены одни из концов звукопроводов, а также систему оптико-интерференционной юстировки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено соединенными между собой с помощью юстировочных дифференциальных винтов двумя вертикальными пластинами и дополнительными юстировочными дифференциальными винтами, причем одна из вертикальных пластин жестко установлена на общей базе и в ней расположены. дополнительные юстировочные дифференциальные винты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; физический энциклопедический словарь. И., "Советская энциклопедия", 1960 с. 13-14.

2. Лежнев Н.Б. Гиперзвуковые методы исследований в физике жидкого состояния. — Доклады 1 РРТ, 1978, с. 151-155 (прототип).

Составитель С.Федоров

Редактор И.Николайчук Техред И. Гаиду Корректор Е. Рошко

Заказ 630/28 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проеквная, 4