Ультразвуковое устройство для измерения физических параметров веществ

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение точности измерений. На поверхность контролируемого вещества 5 устанавливают пирамиду 1 с двугранными углами при большем основании в 45° с совмещенным прямым ультразвуковым преобразователем 2, размещенным в центре меньшего основания пирамиды, и раздельными прямыми преобразователями 3 и 4, размещенными на противолежащих боковых гранях пирамиды. Преобразователи 2 и 3 излучают в пирамиду ультразвуковые волны. Преобразователи 2 и 4 принимают ультразвуковые волны, отраженные от границы пирамида - контролируемое вещество нормально и под углом и падающие нормально на рабочие поверхности данных преобразователей, что повышает точность измерения амплитуд отраженных волн, которые используют для определения скорости распространения ультразвука, плотности и коэффициента адиабатической сжимаемости в контролируемом веществе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4391165/28 (22) 15.03.88 (46) 15.07.91. Бюл. N. 26 (71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса (72) Л.B.Юозон вне (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1100559, кл. G 01 N 29/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

N. 1002901, кл. G 01 N 29/02, 1981. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к технике нераэрушающего контроля. Целью изобретения является повышение точности измерений.. На поверхность контролируемого вещества 5 устанавливают пирамиду 1 с двугранными углами при большем основа„„5U ÄÄ 1663527 А1 нии в 45 с совмещенным прямым ультразвуковым преобразователем 2, размещенным в центре меньшего основания пирамиды, и раздельными прямыци преобразователями 3 и 4, размещенными на противолежащих боковых гранях пирамиды, Преобразователи 2 и 3 излучают в пирамиду ультразвуковые волны. Преобразователи 2 и4 принимают ультразвуковые волны, отраженные от границы пирамида-контролируемое вещество нормально и под углом и падающие нормально на рабочие поверхности данных преобразователей, что повышает точность измерения амплитуд отраженных волн, которые используют для определения скорости распространения ультразвука, плотности и коэффициента адиабатической сжимаемости в контролируемом веществе. 1 ил, 1663527

Находят скорость С распространения

1G продольных ультразвуковых волн в контролируемом веществе, его плотность р и коэффициент Дд адиабатической сжимаемости по фЬрмулам

ПС N, 1 1+i/ М, " мт(— ((. Р

Р2 1(Л р С1 (1 + V.) N Л

2Î С1

M = — .((Сi — С»1+V) — бч2 С вЂ” C (1+Ii)), " . (Р М тР=.Ч (Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения скорости распространения ультразвука в веществе, его плотности и коэффициента адиабатиче- 5 ской сжимаемости при одностороннем доступе к нему, в частности при исследовании биологических мягких тканей, глаз, желеобразных веществ и жидкостей в малых количествах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже изображена схема ультразвукового устройства для измерения физических параметров вещества.

Устройство содержит волновод 1 в виде усеченной четырехгранной пирамиды с двугранными углами а при большем основании А, равным 45О, первый прямой совмещенный ультразвуковой преобразователь 2, размещенный в центре меньшего основания В пирамиды, и второй и третий прямые ультразвуковые преобразователи 3, 4, размещенные на противолежащих боковых гранях С, О, а расстояния от точек ввода 2 преобразователей 3, 4 до углов а выбраны д v_#_ã равными, где d — размер большего основания А между боковыми гранями С, О.

Ульразвуковое устройство для измерения физических параметров вещества работает следующим образом.

Устройство устанавливают на поверхность контролируемого вещества 5, Подключенным к генератору импульсов (на чертеже не показан) прямым совмещенным ультразвуковым преобразователем 2 излучают в пирамиду 1 продольные ультразвуковые волны, которые падают нормально на поверхность основания А, отражаются в обратном направлении от границы пирамида — контролируемое вещество и принимаются преобразователем 2.

Подключенным к генератору импульсов прямым - ".ьтразвуковым преобразователем

3 излучают в пирамиду 1 продольные ультразвуковые волны, которые подают под углом 45 на основание А пирамиды, отражаются от границы пирамида-контролируемое вещество, падают нормально на боковую грань D и принимаются прямым ультразвуковым преобразователем 4.

Измеряюгамплитудыа„иасигналов,соответственно преобразователями 2 и 4 при контакте устройства с поверхностью контролируемого вещества 5.

Производят аналогичные операции при отсутствии контакта основания А пирамиды

1 с контролируемым веществом 5 и измеряют амплитуды bo и Ь сигналов, принятых соответственно преобразователями 2 и 4.

Определяют коэффициенты Чо и V отражения от границы пирамида-контролируемое вещество соответственно при нормальном падении на нее ультразвуковых продольных волн и падении под углом

45 по формулам: Vp = ао/bp; V = а/b. где р — плотность материала пирамиды;

С1,C» — скорости распространения ульт- развуковых соответственно продольной и поперечной волк в материале пирамиды.

Выполнение волновода устройства в виде пирамиды с двугранными углами при большем основании, равными 45О, использование для определения амплитуды отраженных от границы волновод-контролируемое вещество ультразвуковых продольных волн раздельных преобразователей, размещенных на боковых гранях пирамиды, обеспечивает прием нормально падающих на приемный преобразователь ультразвуковых продольных волн, излучениых под углом к границе волновод-контролируемое вещество, что повышает точность измерений, Формула изобретния

Ультразвуковое устройство для измерения физических параметров веществ, содержащее волновод в виде многогранника с параллельными разновеликими основаниями и одной боковой гранью, выполненной под острым углом к большему основанию, первый прямой ультразвуковой преобразователь, выполненный совмещенным и размещенный на меньшем основании, и второй прямой ультразвуковой преобразователь, установленный на боковой грани, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство снабжено тоетьим прямым ультразвуковым преобразователем, многогранник выполнен в виде усеченной четырехгранной: пирамиды с двугранными углами при большем основании, равными 45О, первый преобразователь размещен в центре меньшего основания пи1663527

Составитель М. Андреева

Редактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор .3, Лончакова

Заказ 2262 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 рамиды, второй и третий преобразователи размещены на противолежащих боковых гранях, а расстояния от их точек ввода до .

d V2 указанных двугранных углов равны где d — размер большего основания между боковыми гранями.