Способ измерения удельного акустического сопротивления среды

 

Изобретение относится к средствам акустических измерений, в частности к средствам измерения параметров сред. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров сред за счет учета интерференционных изменений выходного сигнала. Положительный эффект в способе достигается за счет того, что он работоспособен как в случае малого, так и большого поглощения сред без увеличения количества операций измерений. В этом случае обычно вредные интерференционные изменения используются как информативный параметр. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sg 4.G 01 N 29/00 г ГъРес уа 1 „.7

\ ьХ. Ес4 !1

I !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4225886/25-28 (22) 06.04.87 (46) 30.09.89. Ьюл. Ю 36 (71) Каунасский политехнический институт. им. Антанаса Снечкуса (72) B.À.Ñóêàöêàñ, В.К.Армошка

Э.В.Станкявичюс и А.П.Волейшис (53) 534,286 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 757975, кл. G 01 N 29/00, !978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО АКУСТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к средстИзобретение относится к средствам .акустических измерений, в частности

;к средствам измерения параметров сред, Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых параметров среды за:, счет учета интерференционных изменений выходного сигнала.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство состоит из генератора

1, подключенного одним выходом к пьезоизлучателю 2 и вычислителю 3, а вторым выходом — к индикатору 4, пьезопреобразователь 2 закреплен на стенке измерительной камеры 5, с противоположной стороны которой размещен пьезоприемник 6, подсоединенный к усилителю-формирователю 7, выход которого подключен к входам вычислителя

3 и индикатора 4.

„„SU„, 1511666 А 1

2 вам акустических измерений, в частности к средствам измерения параметров сред. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров сред за счет учета интерференционных изменений выходного сигнала. Положительный эффект в способе достигается за счет того, что он работоспособен как в случае малого, так и. большого поглощения сред без увеличения количества операций измерений.

В этом случае обычно вреднь е интерференционные изменения используются как информативный параметр. 1 ил.

Способ осуществляют следующим образом.

Включают генератор 1 и подают его Я напряжение на пьезоизлучатель 2.

Ультразвуковые волны, возбуждаемые им,достигают пьезоприемника 6, распространяясь в исследуемой среде, которой заполнена измерительная камера

5. Выходное напряжение пьезоприемника

Iaa4

6 усиливается и детектируется в усилителе-преобразователе 7 и поступает Ж на вход Y индикатора 4. На вход Х, ©Ъ его подключен сигнал, пропорциональ- фф ный частоте,с генератора 1. В процессе измерения изменяют напряжение генератора 1. Если поглощение в среде ф большое, отражения отсутствуют, то в области резонансной частоты преобразователей огибающая напряжения имеет вид гладкой колоколообразной кривой, не имеющей локальных изменений, которую можно выразить формулой

1- о

U (1 + x ) 151166 где U, — константа; относительное .отклонение

5 частоты от Резонансной частоты преобразователя;

Р— число преобразователей, ре-. зонансные частоты которых находятся в рабочем диапазоне частот.

При этом, если частота одного из преобразователей, а другой — широкополоснь|й или резонансная частота его находится далеко за пределами рабочего диапазона частот, р = 1. Если оба преобразователя идентичны и .Резонансные частоты их находятся в раЬочем диапазоне частот, р = 2. Форма кривой объясняется тем, что резонансная характеристика простой колебательной системы, какой является преоЬразователь, выражается формулой

Uo U

У 25 i+ х" а если преобразователей два - их хаРактеристики перемножаются.

Далее снимают ряд значений выходного напряжения пьеэоприемника 6 и усилителя-формирователя 7 по показаниям индикатора 4 на заданных частотах, значения напряжения и частот заносят в вычислитель 3, в котором заложен алгоритм аппроксимации по формуле, например по минимуму сред- 35 неквадратического отклонения. Из аппроксимированной кривой определяют ширину ее, а из ширины — удельное акустическое сопротивление Р среды. . 40

В том случае, когда интерференционные изменения меньше заданного предела, но заметны, влияние их исключается тем, что частоты максимумов и частоты, на которых определяется напряжение, не связаны, а аппроксимирование обязательно включает и усреднение., Если поглощение в среде невелико, то отраженная от пьезоприемника 6 волна имеет значительную величину.

6 4

Теперь камера 5 со средой работает как камера интерферометра постоянной длины: на определенных частотах камера резонирует, тогда выходное напряжение имеет локальные максимумы, между нимй имеют место локальные минимумы.

Если относительные изменения от локального минимума до максимума, т.е. изменения, вызванные интерференцией, превышают заданный предел, то генератор 1 настраивают на локальные максимумы, величину напряжения и частоты передают на вычислитель 3 и определяют р среды согласно описанному.

Положительный эффект способа вытекает из того, что он работоспособен как в случае малого поглощения, так и большого, при этом операции сохраняются в обоих случаях одни и те же.

Интерференция в этом случае не является вредной. формула изобретения

СпосоЬ измерения удельного акустического сопротивления среды, заключающийся в том, то определяют на заданном уровне щирину и амплитуду резонансной характеристики сигнала, излучаемого пьезопреобразователем и прошедшего через исследуемую среду, и по измеренным параметрам судят о свойствах среды, о т л и ч а ю щ и и с я тем; что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров среды, определяют величину ближайшего от частоты настройки пьезоизлучателя локального максимума амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала, сравнивают измеренное значение с заранее заданным пороговым значением, если измеренное значение меньше порогового, то резонансную характеристику снимают дискретно на заданных частотах, если больше, то - на частотах локальных максимумов, аппроксимируют измеренные значения кривой, по ширине которой определяют удельное акустическое со1противление.

1511666

Составитель В,Еврстратов

Техред И.Верес

Редактор М. Келемеш

Корректор Л.Патай

Заказ 5896/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 ю