Способ определения скорости распространения акустических колебаний

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1411.77 (21 2554921/18-28с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. 6 01 Н 5/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.(088.8) Дата опубликования описания 071280(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 10 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. 20Целью настоящего изобретения является 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 ЗО 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, гЕнератор 6 непрерывных колебаний, измерители 7, 8 разности фаэ.Рассмотрим подробно операции, на которых основан предлагаемый способ.Выбираем базу 3 между излучателем и приемником так же, как это делается в известном способе, исходя нз необходимости получения минимальных вторичных отражений и допустимого уровня прямого сигнала. При измерении сдвига фаз колебаНий между излучателем и приемником на такой базе с изменением скорости звука в любом произвольном диапазоне от С,; до С,а возникает неоднозначность определения сдвига фаэ, Это связано с тем, что на базе т. укладывается п длин волн. Так, например, на базе о = б 0 мм, в случае, когда частота1 МГц изменении скорости звука785656 Формула иэобретени оиз-.приринятые1. Бр азометр .102 (п 713 . Подписное ул. Проектная,4 Заказ 8827 42 ВНИИП иал ППП "Патент", г. Уж от 200 до 1300 м/с, сдвиг фаз меняется.от 300:2 Й до 502 Ф.Для устранения указанной неоднозначности измеряем сдвиг фаз между упомянутым и дополнительным приемниками, расположенными так, что разница расстояний от приемников до излучателя образует еще одну акустическую базу ЬК. Базу ДВ 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 равнаС аС Например, при изменении скорости звука от 200 до 1300 м/с при частоте 1 МГц, Д 9 40,24 мм.При некоторой скорости звука С в среде сдвиг фаз а 4 колебаний меж ду излучателем и приемником равенЬР = 2 ь Г 8/фу,= 2 С и + РЬ, где 0РВ , 2% - показание фазмерительногобора;и - неоднозначность вопределении сдвигафаз при скоростизвука Сх.Исходя 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 и .Измерение сдвига фаз РЬВ на базе Д позволяет, балгодаря грубому определению скорости С, определить диапазон С в ; С + ЬС, в котором находится измеренное значение С ихследовательно, соответствующее этомудиапазону значение иЬГрубое значение скорости С определяется согласно формулеСх = 2 ВГ дВ/РД.По найденному значению и; и измеренному значению сдвига фаэ Ф 6 определяем точное значение скоростизвука Со, согласно формуле 10 еко = щ; +,ЯСпособ определения скорости распространения акустических колебанийв 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 -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростейи повышения точности, измеряют сдвигфаз между приемниками, один из которых располагают от излучателя на расстоянии, отличном от заданного, ипо полученному значению сдвига фаз изначению сдвига фаэ между одним иэ0 приемников и излучателем определяютскорость распространения акустических колебаний.Источники информациип во внимание при экспертизе5 ажников Н. И. Ультразвуковаяф ия, М., фЭнергияф, 1962,с рототип),