Способ измерения скорости звука и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьшение точности и разрешающей способности. В устройстве, реализующем способ измерения скорости , блок 1 измерений вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обратимый электроакустический преобразователь 2. Акустические колебания, распространяясь от обратимого преобразователя 2, образуют сходящуюся волну. После прохождения фокуса звуковая волна расходится и достигает вог нутой поверхности отражателя 3, от которог о она отражается обратно, сходясь снова в фокусе, пройдя который в обратном направлении , попадает на обратимый электроакустический преобразователь 2, где преобразуется в электрический сиг нал и регистрируется в блоке 1 измерений , в котором определяется скорость распространения звука. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л Ф(/в./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ(УБЛИК (19) (И) (511 4 С 0

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3804308/25-28 (22) 23. 10.84 (46) 30.05.87. Бюл. г(г 20 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР (72) В.И.Бабий (53) 534.321.9(088.8) (56) Бабий В.И. Мелкомасштабная структура поля скорости звука в океане. Л.: Гидрометеоиэдат, 1983, с. 200. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и разрешающей способности. В устройстве, реализующем способ измерения скорос ти, блок 1 измерений вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обратимый электроакустический преобразователь 2. Акустические колебания, распространяясь от обратимого преобразователя 2, образуют сходящуюся волну. После прохождения фокуса звуковая волна расходится и достигает вогнутой поверхности отражателя 3, от которого она отражается обратно, сходясь снова в фокусе, пройдя который в обратном направлении, попадает на обратимый электроакустический преобразователь 2, где преобразуется в электрический сигнал и регистрируется в блоке 1 измерений, в котором определяется скорость распространения звука. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1314235

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости ультразвука.

Целью изобретения является повышение точности разрешающей способности путем формирования сходящихся волновых фронтов.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ измерения скорости звука; на фиг. 2 — функция концентрации устройства.

Устройство, реализующее способ измерения скорости звука, содержит последовательно соединенные блок 1 измерений и обратимый электроакустический преобразователь 2 и отражатель 3 звука. Поверхности электроакустического преобразователя 2 и отражателя 3 звука выполнены в виде частей сферы с радиусами К „ и Г.z кривизны с одинаковыми углами 9 1

=9 раскрытия,оси которых располо2 жены на одной прямой, и обращены друг к другу вогнутыми поверхностями.

Предусмотрено расположение преобразователя 2 и отражателя 3 в контролируемой среде 4.

Устройство, реализующее способ измерения скорости звука, работает следующим образом.

Блок 1 измерений вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обратимый электроакустический преобразователь 2. Последний преобразует электрические колебания .в механические, которые, распространяясь в контролируемой среде 4 от излучающей сферической поверхности

; обратимого преобразователя 2, образуют сходящуюся в фокусе акустичес кую волну. После прохождения фокуса звуковая волна расходится и достигает вогнутой поверхности отражателя

3 звука,от которой звуковая волна отражается обратно, сходясь снова к фокусу, пройдя который в обратном направлении, попадает на обратимый электроакустический преобразователь

2, где преобразуется в электрический сигнал и регистрируется в блоке 1 измерений, в котором определяется скорость распространения звука, Функция F(х) концентрации устройства (фиг. 2) равна отношению начальной площади фронта звуковой волны к площади фронта звуковой волны на расстоянии х. При удалении от излучающей поверхности обратимого преобразователя 2 функция F(х) концентрации возрастает, достигая своего максимального значения в фокальной плоскости, что позволяет измерять скорость звука в малых неоднородностях.

Пример. Использовали электронную схему импульсно-циклического измерителя скорости и акустическую фокусирующую систему с параметрами R = R + R = 1 см L = R +

1 2 1 /1

+R=2R=2см;D1см.При. этом обратимый электроакустический преобразователь 2 выполнен из пьезокерамики типа ЦТС-19, поляризованной по толщине. Электроды нанесены, нап— ример, металлизацией на выпуклую

20 и вогнутую поверхности пьезокерамики. Внутренний электрод заземлен.

Внешний электрод акустически и электрически изолирован от окружающей среды. Если электронная схема запус25 кается первым отраженным импульсом (п =- l), то частота следования имг|ульсов на выходе электронной схемы с/2L = c/4R, где с — скорости звука, откуда с = 4Rf, При R = 1 см и с = 1,5 км/с, f = 37,5 кГц. Если длительность излучаемого звукового

:7 импульса = 10 с, то er o пространственная протяженность >г в жидкости >1 = с "г = 0,15 мм, диаметр

35 d фокальног о пятна будет d =1, 22

)1 L/D = 04 мм.

Коэффициент концентрации для указанных параметров в фокальной плоскости F (О) = (D/d) = 600, что поз40 воляет исследовать неоднородности поля скорости звука вплоть до г

0,4 мм.

В предлагаемом устройстве вместо отражателя звука можно использовать

45 второй электроакустический преобразователь, аналогичный первому, соединенный с блоком 1 измерений.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ измерения скорости звука, заключающийся в том, что в контролируемую среду излучают импульс акустических колебаний, принимают отраженный сигнал, измеряют время его

55 прихода, по которому с учетом величины базы измерений определяют искомый параметр, отличающийся тем, что, с целью повышения точносСоставитель Г. Рыжакова

Редактор А.Лежнина Техред В.Кадар Корректор А.Тяско

Заказ 2206/44 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 131423 ти и разрешающей способности,при излучении и отражении формируют сходящиеся волновые фронты, центры кривизны которых расположены на базе измерения, а база измерения не превышает суммы радиусов кривизны волновых фронтов.

2. Устройство измерения скорости звука, содержащее последовательно 10 соединенные блок измерений и обрати5 4 мый электроакустический преобразователь и отражатель звука, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности разрешающей способности, поверхности электроакустического преобразователя и отражателя звука выполнены в виде частей сфе" ры с одинаковыми углами раскрытия, оси которых расположены на одной прямой, и обращены друг к другу вогнутыми поверхностями.