Способ измерения распределения интенсивности ультразвукового поля и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИ Е

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 720822

Союз Советских ,Социалистических

Реслублик

),.::1 (51) М. Кл.

Н 04 R 29/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2571067/18-10 с присоединением заявки №вЂ”

Гесударстеенный комитет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 534.232. (088.8) Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 ао делан изобретений и етнрытнй

В. С. Вербанов, Б. Н. Клименко и А. П. Коршунов (72) Авторы изобретения

Омский ордена Трудового Красного Знамени государственный медицинский институт им, М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

HHTEHCHBHOCTH YJIbTPA3BYKOB610 11OJ15I H YCTPOHCTBO

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ иую жидкостью камеру, генератор ультразвука, соединенный с излучателем и приемное устройство, установленное на координатном устройстве (2).

Однако этот способ и устройство для его

5 реализации сложны и недостаточно точны.

Цель изобретения — упрощение способа и повьпвение точности измерений.

Это достигается тем, что по предложенному способу увеличивают интенсивность

1О ультразвукового поля до появления в жидкости сонолюминесценции, по распределению которой по поверхности излучателя судят о распределении интенсивности. Использование сонолюминесценции позволяет регистрировать распределение только интенсивности свечения, не опуская светочувствительный приемник в жидкость и не возмущая акустического поля излучателя, что повышает точность измерений.

Это достигается также тем, что приемное устройство выполнено в виде оптикоэлектронного преобразователя, снабженного трубкой с калиброванным отверстием.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения распределения интенсивности ультИзобретение относ ится к технической акустике и может быть использовано для измерения распределения интенсивности ультразвукового поля на поверхности акустических излучателей.

Известны способы измерения различных параметров ультразвука и реализующие их устройства, например, с использованием для измерения параметров колебаний детектора, находящегося в жидкой среде, с последующей передачей сигналов от детектора на электрические преобразователи (1).

Однако эти способы и устройства не обеспечивают достаточной точности, так как в них нарушается одно из существенных метрологических требований — отсутствие вносимых датчиком искажениЙ в измеряемое ультразвуковое поле.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ измерения расгзределения интенсивности ультразвукового поля излучателей, заключающийся в сканировании приемного устройства над поверхностью излучателя, погруженного в жидкость, и устройство для

его осуществления содержащее заполнен720822 развукового поля путем замера величины сонолюминесценции; на фиг. 2 — схема включения устройства при реализации способа; на фиг. 3 — кривые полученные при йзме рении величины-сонолюминесценции в жидкости над излучателем при перемещенйи оптико-электронного преобразователя парал лельно одному из диаметров излучателя.

Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, установленный на основании 2. В нижней "ча"сти -корйуса име ется кольцевое гнездо 3 с внутренней резьбой 4 и зажимным кольцом 5, имеющим наружную резьбу. В основании 2 выполнено круглое отверстие 6 для удобства установки излучателя 7 ультразвука. На основании 2 укреплен направляющий стержень 8, на которой надета втулка 9 с укрепленным на ней стержнем 10 и зажимным винтом 11.

На горизонтальном стержне 10 на цилиндрических подвесках 12 с зажимным винтом 13 подвешен оптико-электронный преобразователь 14. Снизу к преобразователю 14 прикреплена трубка 15 с калиброванным"отверстием, Для исключения влияния стыковки излучателя 7 с камерой 1 на акустичес кие параметры излучателя между камерой и излучателем установлена амортизация, например резиновая прокладка.

Устройство имеет электрическую схему, предусматривающую блок 16 генератора ультразвука, подключенный к излучателю 7 ультразвука, оптико-электронный преобразователь подключен к блоку 17 питания. Схема включения преобразователя предусматриaaei регистрацию свечения в интегральном . и кванто-метрическом режимах, для чего преобразователь 14, с одной стороны, соединен с блоком 18 усилителя постоянного тока, который, в свою очередь, связан с регистратором сечения 19, а, с другой стороны с блоком 20 усилителя переменного тока, соединенным со счетчиком 21 квантов.

Способ реализуется следующим образом.

В камеру 1 снизу через отверстие 6 в основании 2 устанавливают излучатель 7 уЛьтразвука и закрепляют его зажимным кольцом 5, после чего наливают в камеру слой дистиллированной воды. Затем, перемещая вверх и вниз по стержню 8 втулку 9 вместе со стержнем 10, опускают в камеру

1 конец трубки 15 поближе к слою жидкости, чтобы в дальнейшем свести до минимума попадание в оптико-электронный преобразователь рассеянных лучей. Включают блок 16 генератора ультразвука, вследствие чего излучатель 7 ультразвука, связанный с блоком 16, приводится в колебательное сотояние и образует в жидкости, находящейся в камере 1, ультразвуковое поле. Увеличивают интенсивность ультразвукового поля до момента, когда жидкость под воздействием ультразвука начинает кйЭитировать, при этом неизбежно возникает и свечение жидкости, сонолюминесценция, Нрляющаяся мерой кавитации, или мерой интенсивности ультразвукового поля, так как все эти параметры находятся в прямой зависимости от интенсивности ультразвуий. Перемещая по стержню 10 на подвесках 12 преобразователь 14, сканируют по поверхности излучателя, получая непрерывные дан16 ные о ее величине во всех точках заданного перемещения на регистраторе 19 или счетчике квантов 21. После этого строят кривые велйчины сонолюминесценции в зависимости от положения сканирующего устройства над той или иной площадкой поверхности светящейся жидкости, затем по этим кривЬ|м судят о распределении интенсивности ультразвукового поля по элементам объема однородной жидкости, или, что одно и тоже, по элементам площади плоского излучателя.

zo Кривая 22 (фиг. 3) показывает распределение интенсивности по элементам площади при средней интенсивности излучения

0,8 вт/см, кривые 23 и 24 — соответственно при средней интенсивности 1,2 вт/см2 и

:.1,6 вт/см 2. Интенсивность свечения отложена по оси ординат в относительных единицах. По оси абсцисс отложен диаметр излучател я в мм.

Формула изобретения

1. Способ измерения распределения интенсивности ультразвукового поля заключающийся в сканировании приемного устройства над поверхностью излучателя, погруженного в жидкость, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения точности, увеличивают интенсивность ультразвукового поля до появления в жидкости сонолюминесценции, по распределению которой судят о распределении интенсивно46 с™

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее заполненную жидкостью камеру, генератор ультразвука, соединенный с излучателем, и приемное устройство, установЛенное на координатном уст4s ройстве, отличающееся тем, что приемное устройство выполнено в виде оптико-электронного преобразователя, снабженного трубкой с калиброванным отверстием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бергман Л. Ультразвук, Изд. И.Л.М., 1965, с. 131 — 210.

2..Ультразвук в физиологии и медицине. Ульяновск, изд. Ульяновский Облздравотдел, 1975, с. 380 — 382.

720822

16

14

Редактор П1 мелькни

Заказ 10247/50

Составитель В. Пирогов

Техред К. Шуфрич Корректор Т. Скворцова тираж 729 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П к Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4