Импульсная гиперзвуковая установка для измерения поглощения звука в жидкостях
257896 т Ф
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик о омзцщ ,:, . А
3aiIImaIIIIIoe от авт. авидетельства ¹â€”
Заявлено 09.Х.1968 (№ 1271305, 18-10) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет—
Опубликовано 20.Х1.1969, Бюллетень ¹ 36
Дата опубликования описания 6.1.1971
Кл. 42s, 1/06
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
МПК В 06Ь
УДК 534.286(088.8) Авторы изобретения
Б. А. Белинский, М. Карабаев и А. С. Лагунов
Московский областной педагогический институт им. H. К. Крупской .I
Заявитель
ИМПУЛЬСНАЯ ГИПЕРЗВУКОВАЯ УСТАНОВКА
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ
Изобретение может найти применение в министерствах приборостроения, средств автоматизации и систем управления, химической промышленности, связи, а также в других отраслях народного хозяйства, где необходимы исследования акустических свойств в различных средах в ультразвуковом и гиперзвуковом диапазонах частот.
Известны импульсные гиперзвуковые установки для измерения поглощения звука в жидкостях, содержащие термостатированный акустический блок, выполненный в виде передающего с возможностью перемещения и неподвижного приемного коаксиальных резонаторов, концы центральных стержней которых соединены с цилиндрическими пьезоэлементами, установленными на одной оси в акустической камере с исследуемой жидкостью, с торцами, параллельными друг другу, а петли связи передающего и приемного резонаторов соответственно соединены с генератором радиоимпульсов и частотомером, с осциллографом через приемник радиоимпульсов и через аттенюатор с калибровочным генератором, к входам которых подключены выходы синхронизатора.
Предлагаемая установка отличается тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерений, в ней приемник радиоимпульсов снабжен усилителем па лампе бегущей волны, а концы центральных стержней резонаторов выполнены в виде усе.енных конусов с отношением диаметров пьезоэлементов к меньшим основаниям конусов больше единицы. прн этом в качестве пьезоэлементов использованы монокристаллы ниабата лития.
На чертеже изображена блок-схема описываемой установки.
Принцип действия установки заключается в
1р следующем, Одновременно от синхронизатора 1 запускается осциллограф 2, калибровочный re»ератор 8 и генератор радиоимпу,IbcoB 4, вьгсокочастотный радноимпульс от которого через
)5 фидер 5 и петлю связи 6 поступает в передающий с возможностью перемещения коаксиальный резонатор / с центральным стержнем 8, соединенным с цилиндрическим пьезоэлементом 9 нз ниабата лития, где генерируются III20 перзвуковые импульсы. Задержанные по времени акустические импульсы, проходя исследуемуIO JI H3I 12 из ниабата лития, соединенного с централь25 ным стержнем 18 неподвижного приемного коакснального резонатора 14. В пьезоэлементе 12 акустические импульсы преобразуются в радиоимпульсы и посредством петли связи 15 приемного резонатораИ 30 подаются на приемник радпоимпульсов 1б, ко257896 торый для повышения чувствительности приемного тракта снабжен усилителем на лампе бегущей волны 17. Усиленный и продетектированный сигнал фиксируется осциллографом 2. С другой стороны в резонатор 14 через пет- 5 лю связи 18 и аттенюатор 19 подается сигнал от калибровочного генератора 3. Лттенюатор 19 служит для изменения и измерения амплитуды калибровочного сигнала, который через петлю связи 15 и приемник радиоимпульсов 16 10 также фиксируется осциллографом 2. В монокристаллах,ниабата лития величина затухания звука значительно меньше, чем у других пьезоматериалов. Таким образом, применение кристалла ниабата лития в качестве 15 пьезоэлементов и акустической линии задержки уменьшает потери энергии акустического сигнала на этих линиях и тем самым позволяет провести измерения на более вьгсоких частотах. 20 Коаксиальные резонаторы 7 и 14, служащие для согласования импедансов фидеров 5 и 20 и пьезоэлементов 9 и 12 изготовлены с центральными стержнями 8 и 18, концы которых выполнены в виде усеченных конусов с отношением диаметров пьезоэлементов 9 и 12 к диаметрам меньших оснований конусов больше единицы. Это связано с тем, что при таких конструкциях потери на преобразование энергии в электроакустической системе уменьшаются, 30 Измерение коэффициента поглощения гиперзвука:на предлагаемой установке сводится к тому, что после настройки приемника радиоимпульсов 16 и коаксиальных резонаторов 7 и 14 на несущей частоте генератора 4, устанавливается параллельность и соосность торцов пьезоэлементов 9 и 12 по максимуму акустического импульса, проходящего через исследуемую жидкость 10. Затем, сравнивая на экране осциллографа 4о 2 амплитуды акустического и калибровочного сигналов при различных расстояниях между пьезоэлементами 9 и 12, определяется величина изменения амплитуды акустического сигнала на этих изменениях расстояний по отношению которых судят о коэффициенте поглощения звука в исследуемой жидкой среде. Частота звука определяется частотомером 21, Постоянство температуры исследуемой >кидкости 10 поддерживается термостатом 22. Предмет изобретения Импульсная гиперз|вуковая установка для измерения поглощения звука в жидкостях, содержащая термостатированный акустический блок, выполненный в виде передающего с возМо?KHocTbIo перемещения и неподвижного приемного коаксиальных резонаторов, концы центральных стержней которых соединены с цилиндрическими пьезоэлементами, установленными на одной оси в акустической камере с исследуемой жидкостью, с торцами, параллельными друг другу, а петли связи передающего и приемного резонаторов соответственно соединены с генератором радиоимпульсов и частотомером, с осциллографом через приемник радиоимпульсов и через аттенюатор с калиббровочным генератором, к входам которых подключены выходы, синхронизатора, отлича ои аяся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерений, в ней приемник радиоимпульсов снабжен усилителем на лампе бегущей волны, а концы центральных стержней резонаторов выполнены .в виде усеченных конусов с отношением диаметров пьезоэлементов к меньшим основаниям конусов больше единицы, при этом в качестве пьезоэлементов использованы монокристаллы ниабата лития. 257896 22 I (1 I Составнтепь В.,Ч. Карбачинскнй Редактор В. Сорокин Текред T. П. Кури.чко Корректор Л. A. Царькова Заказ 250/2405 Тиране 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по дедам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Тнп. Харьк. фип пред. «Патент»
