Акустический измеритель мощности ультразвукового излучателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуублик (ii) 983468 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26. 12. 80 (21) 32 2 74 9 Зд 8-28 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 231?.82 Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 231282 ($1314.Kn з

G 01 Н 9/00

Государственный комитет

СССР, по делам изобретений и открытий

- (333 УДК 534.612. . 5(088. 8) (7Ф) Заявитель (54) АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ теля f1).

30!

Изобретение относится к акустоизмерительной технике, в частности, к измерениям параметров фокусирующих ультразвуковых излучателей, применяемых в биологии и медицине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является акустический измеритель мощности ультразвукового излучателя, содержащий связываеглую с исследуемым излучателем заглушенную и заполненную жидкостью камеру, установленное в ней коромысло, отражатель, закрепленный на одном иэ леч коромысла под углом к нему, связанные механически с другим плечом последнего магнитоэлектрический компенсатор и фотодатчик, подключенные к его выходу последовательнс мост постоянного тока, реле, интегратор и индикатор, соединенный выходом с магнитоэлектрическим компенсатором, каретку с регулировочным винтом и ложементом для исследуемого излучаНедостатком акустического измерителя мощности ультразвуковых излучателей является его инерционность, обусловленная зависимостью времени регистрации от величины измеряемой мощности и иэ-за перегрева рабочей жидкости в камере.

Целью изобретения является повышение производительности измерений.

Указанная цель достигается тем, что акустический измеритель мощности ультразвукового излучателя, содержащий связываемую с исследуемым излучателем заглушенную и заполненную жидкостью камеру, установленное в ней коромысло, отражатель, закрепленный на одном из плеч коромысла под углом к нему, связанные механически с другим плечом последнего магнитоэлектрический компенсатор и фотодатчик, подключенные к его выходу последовательно мост постоянного тока, реле, интегратор и индикатор, соединенный выходом с магнитоэлектрическим компенсатором, каретку с регулировочным винтом и ложеглентом для исследуемого излучателя, снабжен дополнительной камерой, заполненной воздухом и отделенной от основной камеры герметизирующей перегородкой, ловушкой, выполненной в виде тонкостенных коаксиальных цилиндров, звукоулавливателем, размещенным в дополнительной камере и выполненным в виде конуса с двойными боковыми

983468 стенками, пространство между которыми заполнено воздухом, и имеющим угол раскрытия, выбираемый меньше угла раскрытия исследуемого излучателя, большее основание конуса связано с герметизирующей перегородкой, мень- 5 шее — с ловушкой, которая сообщена с полостью основной камеры через конус преобразователем, установленным в ловушке и соединенными последовательно усилителем и квадратичным де- 10 гектором, включенными между выходом преобразователя и входом интегратора.

На.чертеже изображена блок-схема акустического измерителя мощности ультразвуковых излучателей. 15

Устройство содержит связываемую с исследуемым излучателем 1 заглушенную и заполненную жидкостью камеру 2, установленное в ней коромйсло 3, отражатель 4, закрепленный на одном из плеч коромысла 3 под углом к нему, связанные механически с другим плечом последнего магнитоэлектрический компенсатор 5 и фотодатчик 6, подключенные к его выходу последовательно мост 7 постоянного тока, реле

8, интегратор 9 и индикатор 10, соединенный выходом с магнитоэлектрическим компенсатором 5, каретку 11 с регулировочным винтом 12 и ложементом 13 для исследуемого излучателя 1, З0 дополнительную камеру 14, заполненную воздухом и отделенную от основной камеры герметизирующей перегородкой 15, ловушку 16, выполненную в виде тонкостенных коаксиальных 35 цилиндров, звукоулавливатель 17, размещенный в дополнительной камере 14 и выполненный в виде конуса с двойными боковыми стенками, пространство между которыми заполнено воз- 40 духом, и имеющим угол раскрытия, выбираемый меньше угла раскрытия исследуемого излучателя 1, большее основание конуса связано с герметизирую.щей перегородкой 15, меньшее — с ло- 45 вушкой 16, которая сообщена с полостью основной камеры 2 через конус преобразователь 18, установленный в, ловушке 16, соединенные последовательно усилитель 19 и квадратичный детектор 20, включенные между выходом преобразователя 18 и .входом интегратора 9, щеточный поглотитель 21, радиатор 22, вентилятор 23, опора 24, емкость 25.

Регулировка положения фокуса исследуемого излучателя 1 относительно плоскости отражателя 4 выполняется при продольном перемещении излучате- ля 1 по максимуму показаний выходного индикатора 10. Ввиду эффективно60 го поглощения ультразвукового луча в дополнительной камере 14, пространственно разделенной от камеры 2 и сНа6женной системой принудительного охлаждения, достигается необходимая

65 температурная стабилизация.

Устройство работает следующим образом.

До подачи напряжения возбуждения на исследуемый излучатель 1 коромысло 3 находится в равновесии. Фотодатчик б отрегулирован так, что при равновесии коромысла мост 7 постоянного тока также находится в равновесии, реле 8 обесточено, и вход интегратора 9 отключен от выхода преобразователя 18. После сброса заряда с емкости 25 интегратора 9 потенциал на его выходе сохраняет значение, близкое к нулевому, при котором магнитоэлектрический компенсатор 5 обесточен. После подачи напряжения возбуждения на исследуемый излучатель 1 силой акустического давления на отражатель 4 коромысло 3 выводится из равновесия, изменяется проводи-. мость фотодатчика б, и мост 7 постоянного тока разбалансируется, реле 8 срабатывает и на вход интегратора 9 подключается через усилитель 19 и квадратичный детектор 20 выход преобразователя 18. Поскольку входное напряжение интегратора 9 пропорционально плотности энергии, поглощенной в камере 2, а скорость заряда емкости 25 интегратора 9 (изменения потенциала на его выходе) пропорциональна измеряемой мощности излучения ультразвука, то обеспечивается независимость времени измерения от величины измеряемой мощности, что повышает быстродействие устройства.

При заряде емкости 25 интегратора

9 возрастает ток магнитоэлектрического компенсатора 5, и при достижении баланса магнитоэлектрической силы и акустического давления коромысло 3 приходит в равновесие, фотодатчик б восстанавливает равновесие моста 7 постоянного тока, и реле 8 обесточивается, что приводит к отключению выхода преобразователя 18 от входа интегратора 9 и к прекращению нарастания тока магнитоэлектрического компенсатора 5. Отсчет результатов измерения производится по индикатору 10, отградуированному в единицах акустической мощности. После отражения отражателем 4 ультразвуковой луч поступает в конус звукоулавливателя 17, который играет роль неотражающего волновода при условии выбора его угла раствора oL. меньше угла раствора р фокусирующего излучателя. Диффузная составляющая поля в камере 2 будет отсутствовать, если фокус излучателя 1 находится на плос кости отражателя 4 и затем поглощается вспомогательным поглотителем

21, которым покрыты стенки камеры 2.

9834б8

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9894/47 Тираж 507 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Применение обратной связи с выхода преобразователя на вход интегратора системы компенсации повышает быстродействие устройства, что позволяет увеличить производительность измерений.

Акустический измеритель мощности ультразвукового излучателя, содержащий связываемую с исследуемым излучателем заглушенную и заполненную жидкостью камеру, установленное в ней коромысло, отражатель, эакреп- 15 ленный на одном из плеч коррмысла под углом к нему, связанные механически с другим плечом последнего магнитоэлектрический компенсатор и фотодатчик, подключенные к его выходу 7О последовательно мост постоянного тока, реле, ийтегратор и индикатор, соединенный выходом с магнитоэлектрическим компенсатором каретку с регулировочным винтом и ложементом для исследуемого излучателя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности измерений, он снабжен дополнительной ка. мерой, заполненной воздухом и отделенной от основной камеры герметизирующей перегородкой, ловушкой, выполненной в виде тонкостенных коаксиальных цилиндров, звукоулавливателем, размещенным в дополнительной камере и выполненным в виде конуса с двойными боковыми стенками, пространство между которыми заполнено воздухом, и имеющим угол раскрытия, выбираемый меньше угла раскрытия исследуемого излучателя, большее основание конуса связано с герметиэирующей перегородкой, меньшее — с ловушкой, которая сообщена с полостью основной камеры через конус, преобразователем,. установленным в ловушке и соединенными последовательно усилителем и квадратичным детектором, включенными между выходом преобразователя и входом интегратора. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 177110, кл. С 01 Н 9/00, 1965 (прототип).