Устройство для измерения скорости распространения звука в жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение достоверности за счет повышения пространственной разрешающей способности при измерениях в неоднородных средах. Устройство содержит обратимый электроакустический преобразователь и электрически соединенный с ним электроный измеритель скорости звука. Новым является то, что излучающая поверхность обратимого электроакустического преобразователя вьшолнена в виде шарового пояса, образованного сечением сферы двумя параллельными плоскостями, равноудаленными от центра сферы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1364970 А 1 (51)4 С 01 N 29/00, G 01 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3819633/25-28 (22) 06. 12.84 (46) 07,01.88. Бюл. К - 1 (71) Морской гидрофизический институт АН УССР (72) В.И.Бабий (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1154545, кл. С 01 Н 5/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение достоверности эа счет повышения пространственной разрешающей способности при измерениях в неоднородных средах. Устройство содержит обратимый электроакустический преобразователь и электрически соединенный с ним электроный измеритель скорости звука. Новым является то, что излучающая поверхность обратимого электроакустического преобразователя выполнена в виде шарового пояса, образованного сечением сферы двумя параллельными плоскостями, равноудаленными от центра сферы. 2 ил.

1 Зб497

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости распространения звука в различных жидког> стях.

Цель изобретения — повышение достоверности за счет повышения пространственной разрешающей способности. !

О

На фиг. 1 и 2 схематически изображено предложенное устройство.

Устройство содержит обратимый электроакустический преобразователь

1 и электронный измеритель 2 скорости звука. Обратимый электроакустический преобразователь 1 может быть выполнен, например, из поляризованной по толщине пьеэокерамики с нанесенными на нее внутренним и наружным металлическими электродами. Внутренний электрод заэемлен, а наружный электрод изолирован электрически от окружающей среды и соединен с входом электронного измерителя 2 скорости звука. Внутренний объем преобразователя 1 заполняется исследуемой жидкой средой 3 в процессе измерений.

Наружная поверхность преобразователя 1 покрыта звукопоглощающим покрытием, например эпоксидным с наполнителем, резиной и т.п., для звукоизоляции от окружающей среды.

Электронный измеритель 2 скорости звука содержит генератоР электрических импульсов, соединенный с преобразователем 1 через электронный коммутатор, усилитель принятых импульсов, вход которого соединен с преобразователем 1 через тот же коммута- 4О тор, и устройство для измерения интервалов времени между излученным и принятым импульсами, один вход которого подключен к генератору, а другой вход — к выходу усилителя. Коммутатор служит для поочередного подключения преобразователя 1 к выходу генератора и к входу усилителя.

В сферическом обратимом преобразователе 1 внутренняя излучающая поверхность выполнена в виде шарового пояса высотой 1, образованного сечением сферы радиуса R двумя параллельными плоскостями, равноудаленными от центра сферы на расстояние 1/2 ° Позицией 4 обозначен центр кривизны сферической поверхности радиуса R„ стрелкой U — направление набегающего потока жидкости, например, при буко 2 сировке, позицией d — размер фокального пятна (размер звукового пучка в "перетяжке сферического резонатора).

Устройство работает следующим образом.

Электроный измеритель 2 скорости распространения акустических колебаний вырабатывает электрический импульс, который возбуждает обратимый электроакустический преобразователь

1. Преобразователь 1 преобразует электрические колебания в акустическую волну, которая, распространяясь в исследуемой жидкости 3 от внутренней излучающей сферической поверхности преобразователя 1, o6pa" зует сходящуюся к фокусу 4 (центру сферы) акустическую волну. После прохождения фокуса 4 звуковая волна расходится в обратном направлении и достигает вогнутой внутренней сферической поверхности преобразователя

1, где преобразуется в электрический сигнал н регистрируется в электронной схеме 2, в которой и произойдет определение скорости распространения акустических колебаний, например, на основе соотношения C=2R/t, где t — интервал времени между иэлученным и принятым импульсами.

В используемой электронной схеме импульсно-циклического измерителя

2 скорости звука и акустической фокусирующей системе R = 1 см и 1 — 1 см. Если электронная схема запускается первым пришедшим импульсом, то частота следования импульсов на выходе электронной схемы f = С/2R, откуда С = 2R/f, В воде при С =

1,5 км/с f = 75 кГц. Если длительность излучаемого биполярного импульса " = 10 с, то его пространственная протяженность в жидкости (воде)

С ". = 0,15 мм, размер фокального пятна (перетяжки) d = 1,2 .R/1 0,4 мм. Коэффициент концентрации в фокусе Г(О) = (1/d) = 600, что позволит исследовать неоднородности поля скорости звука в жидкости (морской среде) вплоть до масштаба

d = 0,4 мм, Высокая пространственная разрешающая способность измерителя позволяет выявлять мелкомасштабные неоднородности поля скорости звука в морской среде, что особенно важно при изучез 1364970

4 нии Мирового океана и освоении его электроный измеритель скорости эвуресурсов. ка, электрически соединенный с обратимым электроакустическим преобраФ о р м у л а и з о б р е т е н и я . зователем, о т л и ч а ю щ е е с я

5 тем, что, с целью повышения достоУстройство для измерения скорости верности эа счет повышения пространраспространения звука в жидкости, со- ственной разрешающей способности,радержащее обратимый электроакустиче- бочая поверхность обратимого элекский преобразователь, рабочая поверх- 1О троакустического преобразователя выность которого имеет форму поверхно- полнена в виде шарового пояса, обрасти тела вращения, а образованная зованного сечением сферы двумя паралэтой поверхностью полость предназна- лельными плоскостями, равноудаленчена для исследуемой жидкости, и ными от центра сферы.

Составитель С ° Волков

Редактор Н.Гунько Техред д.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 6544/36 Тирах 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4