Устройство для измерения скорости ультразвука
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в жидкостях, гелеобразных веществах и мягких биологических тканях. Цель изобретения - повышение точности измерений при исследовании малых объемов анизотропных веществ. Устройство включает два электроакустических преобразователя (ЭАП) 3 и 4 и измерительную камеру 5 с иммерсионной жидкостью 6, стенки которой, образующие рабочий отражающий двугранный угол, выполнены одинаковой толщины, а оси вращения ЭАП 3 и 4 совпадают между собой и с ребром рабочего двугранного угла измерительной камеры. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 4476711/25-28 (22) 23.08.88 (46) 30.11.90. Бюл. ¹ 44 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса,Снечкуса (72) Л.В,Юозонене и В.Г.Данилов (53) 534.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1460621, кл. G 01 Н 5/00, 1989 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для „„ 4 „„1610307 А1 измерения скорости ультразвука в жидкостях, гелеобразных веществах и мягких биологических тканях. Цель изобретения.— повышение точности измерений при исследовании малых объемов анизотропных веществ. Устройство вкл ючает два электроакустических преобразователя (ЭАП) 3 и 4 и измерительную камеру 5 с иммерсионной жидкостью 6, стенки которой, образующие рабочий отражающий двугранный угол, выполнены одинаковой толщины, а оси вращения ЭАП 3 и 4 совпадают между собой и с ребром рабочего двугранного угла измерительной камеры. 1 ил. 1610307 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в жидкостях, гелеобразных веществах и мягких биологических тканях. Цель изобретения — повышение точности измерений при исследовании малых объемов анизотропных веществ. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит генератор 1 импульсов, коммутатор 2, подключенный к генератору 1, первый 3 и второй 4 электроакустические преобразователи (ЭАП), подключенные через коммутатор 2. к выходу генератора 1, измерительную камеру 5 с иммерсионной жидкостью 6, выпол-. ненную в виде . прямоугольного параллелепипеда, двухканальный усилитель 7, к выходу которого подключены через коммутатор 2 первый 3 и второй 4 ЭАП и регистратор 8, подключенный к выходу усилителя 7. Электроакустические преобразователи 3 и 4 помещены в иммерсионную жидкость 6, причем оси вращения первого 3 и второго 4 ЭАП совпадают и совмещены с внешним ребром измерительной камеры 5, образованным стенками 9 и 10, толщина которых одинаковая, Скорость распространения ультразвука в жидкости 6 равна скорости распространения поперечных ультразвуковых волн в материале стенок 9 и 10 измерительной камеры 5. Кроме того, на чертеже показан участок 11 исследуемого материала. Устройство работает следующим образом. Выбирают измерительную камеру 5 с иммерсионной жидкостью 6 такой, чтобы скорость, распространения ультразвука в. ней была заведомо меньше скорости ультразвука в материале 11; ЭАП 3, возбуждаемый генератором 1 импульсов, излучает ультразвуковые колебания через жидкость 6 в стенку 10 и в стенку 9 одновременно. При падении на стенку 10 под углом а продольные волны 12, распространяющиеся в.жидкости 6, трансформируются на границе в поперечные волны 13, распространяющиеся в стенках 9 и 10, которые вследствие равенства скоростей ультразвуковых волн 12 в иммерсионной жидкости 6 и скорости поперечных волн t3 в материале стенок 9 и 10 направлены под тем же углом падения, равным а. Пучок поперечных волн 13 отражается от прямого двугранного угла, образованного внешними поверхностями 40 поверхностью стенки 9 камеры 5, при котором достигается максимальное отражение поперечных волн 14 от двугранного прямого угла камеры 5. При угле a t. отражения происходит увеличение амплитуды эхо-сигнала, 45 принятого вторым ЭАП 4 и фиксируемого на экране регистратора 8. При одновременном излучении и приеме обоими ЭАП 3 и 4 ультразвуковых волн вследствие параллельности к приемно- излу50 чающемутракту эхо-импульсы на экране ре: гистратора 8 суммируются, в результате чего амплитуда эхо-импульса увеличивается в двое. Скорость ультразвука в исследуемом 55 материале рассчитывают по формуле С = Cousin а, где С вЂ” скорость ультразвука в иммерсионной жидкости 6. 35 стенок 9 и 10 камеры 5, и возвращается к ЭАП 3, которым принимается. При этом на экране регистратора 8 наблюдается эхо-импульс. При вращении первого ЭАП 3 вокруг оси, совмещенной с внешним ребром камеры 5, образованным стенками 9 и 10, угол падения волн на стенку 10 переходит угол а1 критического отражения продольных волн и угол а т критического отражения поперечных волн в материале 11, контактирующей с внешней поверхностью стенки 10 камеры 5, при которых достигается максимальное отражение поперечных волн 13 от двугранного прямого угла камеры. При углах, равных а и а т,,происходит увеличение амплитуды эхо-сигнала, принятого ЭАП 3 и фиксируемого на регистраторе 8. При падении под углом а на стенку 9 продольные волны 14, излученные вторым ЭАП 4 и распространяющиеся в жидкости 6, трансформируются в поперечные волны 15, распространяющиеся в стенке 9. Поперечнь!е волны 15 направлены под тем же углом падения (вследствие равенства скоростей продольных волн 14 в жидкости 6 и поперечных волн 15 в стенке 9). Пучок поперечных волн 15 отражается от прямого угла, образованного внешними поверхностями стенок 9 и 10 камеры 5, и возвращается ко второму ЭАП 4, которым принимается. При этом на экране регистратора 8 наблюдается эхо-им- . пульс. При вращении второго ЭАП 4 вокруг той же оси, что и ЭАП 3, однако в противоположном направлении, угол падения а на стенку 9 переходит в угол а L, критического отражения продольных волн в исследуемом материале 11, контактирующем с внешней 1610307 Составитель С.Волков Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор А.Ревин Заказ 3730 Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор импульсов, первый электроакустический преобразователь, измерительную камеру с 5 иммерсионной жидкостью, выполненную в виде прямоугольного параллелепипеда, и последовательно соединенные усилитель и регистратор, ось вращения первого электроакустического преобразователя совме- 10 щена с внешним ребром измерительной камеры, материал стенок камеры, образующих это ребро, и иммерсионная жидкость выбраны таким образом, что скорость распространения поперечных волн в материа- 15 ле стенок камеры совпадает со скоростью распространения ультразвука в иммерсионной жидкости, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений при исследовании малых объемов анизотропных веществ, оно снабжено вторым электроакустическим преобразователем и коммутатором, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, электроакустические преобразователи подключены к коммутатору, выход которого соединен с входом усилителя, оси вращения электроакустических преобразователей совпадают, стенки измерительной камеры, образующие ребро, совпадающие с осями электроакустических преобразоваТелей, выполнены одинаковой толщины, а корпус измерительной камеры закруглен с внешней стороны в месте соединения этих стенок.
