Способ определения скорости распространения акустических колебаний

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,)785656 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1411.77 (21) 2554921/18-28 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 07.12,80. Бюллетень М 45 (51) М. КЛ.8

G 01 Н 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий. (53) УДК 534.22 (088. 8) Дата опубликования описания 07.1280 (72) Авторы изобретения

В. М. Пьянов и В. Д. Добровольский

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при анализе газов или жидкостей акустическими методами.

Наиболее близким к описываемому изобретению является способ определения скорости распространения акустических колебаний в газах при жидкостях путем измерения сдвига фаз непрерывных колебаний между излучателем и приемниками, расположенными на заданном расстоянии друг от друга (1) .

Недостатком известного способа является узкий диапазон измеряемых скоростей звука и резкое снижение 15 точности измерений даже при незначительном расширении диапазона, что связано с появляющейся неоднозначностью измерения сдвига фаз между излучателем и приемником. 20

Целью настоящего изобретения яв ляется расширение диапазона измеряемых скоростей и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют сдвиг фаз между прием- .25 никами, один из которых располагают от излучателя на расстоянии, отличном от заданного, и по,полученному значений сдвига фаэ и значению сдви- га фаз между одним из приемников и 30 излучателем определяют скорость распространения акустических колебаний.

На чертеже дана блок-схема устройства, реализующего способ определения скорости распространения акустических колебаний. Она содержит акустическую камеру 1, анализируемую.среду 2, излучатель 3, основной приемный преобразователь 4, дополнительный приемный преобразователь 5, ган6ратор 6 непрерывных колебаний, измерители 7, 8 разности фаэ.

Рассмотрим подробно операции, на которых основан предлагаемый способ.

Выбираем базу с между излучателем и приемником так же, как это делается в известном способе, исхоДя из необходимости получения минимальных вторичных отражений и допустимого уровня прямого сигнала. При измерении сдвига фаз колебакий между излучателем и приемником на такой базе с изменением скорости звука в любом произвольном диапазоне от С„,;„ до

Спту„ возникает неоднозначность определения сдвига фаэ. Это связано с тем что на базе т. укладывается и длин волн. Так, например, на базе

E = б0 мм, в случае, когда частота

1 МГц изменении скорости звука

785656

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 8827/42 Тираж 713 . Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная,4 от 200 до 1300 м/с, сдвиг фаз меняется.от 300:2Ж до 50 ° 2Ф.

Для устранения указанной неоднозначности измеряем сдвиг фаз между упомянутым и дополнительным приемниками, расположенными так, что разница расстояний от приемников до излуча-! теля образует еще одну акустическую базу 68. Базу A.В выбирает так, что во всем заданном диапазоне изменения скорости звука от Сп.,п до Сп, р обеспечивается однозначное измерение сдвига фаз между колебаниями на приемниках. При этом условии база равна

Сп

f Сеах С rnii °

Например, при изменении скорости звука от 200 до 1300 м/с при частоте

1 МГц, Д 9 ф0,24 мм.

При некоторой скорости звука С в среде сдвиг фаз h4 колебаний между излучателем и приемником равен

11 Р = 2«f 8/ p,= 2C Aj, + Р8, где 0. 8 < 2 . — показание фазоизмерительного прибора; и„ вЂ” неоднозначность в определении сдвига фаз при скорости звука СхИсходя иэ выражения, определяющего М», составляем таблицу, в которой в соответствие каждому значению п» ставится некоторый диапазон изменения скорости звука С„ — С + АС в котором обеспечивается на базе 6 данная неоднозначность n .

Измерение сдвига фаз Д В на базе

6, В позволяет, балгодаря грубому определению скорости С, определить диапазон С -, С„+ 6С, в котором находится измеренное значение С и х следовательно, соответствующее этому диапазону значение и

Ь

Грубое значение скорости С определяется согласно формуле

Сх = 2Kf bP/ РМ.

По найденному значению и. и измеренному значению сдвига фаэ Ф 6 определяем точное значение скорости звука С в, согласно формуле

10 re f

Схо =®„; + р

Способ определения скорости рас пространения акустических колебаний в газах или жидкостях путем измерения сдвига фаз непрерывных колебаний между излучателем и приемниками, расположенными на заданном расстоянии друг от друга, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростей и повышения точности, измеряют сдвиг фаз между приемниками, один из которых располагают от излучателя на расстоянии, отличном от заданного, и по полученному значению сдвига фаз и значению сдвига фаэ между одним иэ

30 приемников и излучателем определяют скорость распространения акустических колебаний.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

3$ 1. Бражников Н. И. Ультразвуковая фазометрия, M., "Энергия", 1962, с.102 (прототип).