Ультразвуковой интерферометр

(71) На тельскии и учно-исследов й институт и ексноимической ко проект автома промьппп (53) 6 (56) 1 Р 9457 и и изации ненности0.179.16 88 8)свидетельство СССРМ 29/00, 1980,вторсккла С(5 ч)(57) РОМЕТР, щенньпи пьезоизл подключе ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИВТЕРФЕдержащий камеру с размеее противоположных торцахателем и пьезоприемником,ый к пьезоизлучателю генеза) С О 1 Н 5/00, С 01 М 29/00Г ратор и соединенные последовательно с пьезоприемником усилитель, детектор, формирователь и счетчик резонансных импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения измерений при высоких и сверх - низких давлениях, камера выполнена в виде трубчатого волновода из не- магнитного материала, а интерферометр снабжен диаграммой из ферромагнитного материала с отверстием и магнитно- связанным с ней приводом ее перемещения.2. Интерферометр по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он снабжен блоком разрешения, включенным между генератором и счетчиком резонансных импульсов.Изобретение относится к измерительной технике и мажет найти применение для измерения физических параметров жидких и газообразных веществ, в частности для измерения скорости ультразвука, па которой ведется контроль технологических процессов в химической, нефтедобывающей и других областях промышленности.Известен ультразвуковой интерфе О рометр, содержащий камеру с размещенными ца ее противоположных торцах пьезоизлучателем и пьезоприемником, подключенный к пьеэоизлучателю генератор и соединенные последовательно с пьезоприемником усилитель, детектор, формирователь и счетчик резсцацсных импульсовОдцако интерферометры с фиксированным расстоянием, в которых скорость ультразвука определяется по разности частот генератора (Г, -1) и количеству п резонансных точек, имеют большую погрешность измерения, так как пьезоэлектрический излуча тель из-за узкой частотной характеристики не позволяет выбрать достаточное количество п резонансных точек. Помимо этого резонансныечастоты, по которым ведутся ичмере 30 ния скорости ультразвука, как правило, могут изменяться под действием температуры и давления контролируемой ср еды.Кроме того, в ряде практических задач нет возможности испольэовать интерферометры с перемещаемым пьезоэлементом в сложных технологическихусловиях: высокое или низкое давление, агрессивная среда и т.д.Цель изобретения - обеспечение40 измерений при высоких и сверхнизких давлениях.Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом интерферо 45 метре, содержащем камеру с размещенными на ее противоположных торцах пьезоиэлучателем и пьезаприемником, подключенный к пьезоизлучателю генератор и соединенные последовательно с пьезоприемником усилитель, детектор, формирователь и счетчик резонансных импульсов, камера выполнена в виде трубчатого волновода из не- магнитного материала, а интерферометр снабжен диафрагмой иэ ферромагнитного материала с отверстием и магнитно-связанным с ней приводом ее перемещения . Кроме того, о "набжец блоком рачрешеия, включенным между геератором и счетчиком резоасцых цмпульсов,На чертеже представлена структурная "хема ицтерферометра,У.чьтразвуковой ицтерферометр одержит камеру 1, выполненную в вьчетруб итого воловода из цемагн 1 огоматериала размещенные на ее прот- воположцьх торцах пьезоизлучатель 2 и пьезопрцемик 3, генератори ": - пульсов ультразвуковой частоты, подключенный к пьезоизлучатеч 2,соединенные посл"довательцо с пь зов приемникам 3 усилитечь 5, цетект р б, Формироватечь 7 и счетчик рез: - ансцых импульсов, вьпалцеый в ви - де счетчика 8 числа резонансных :.апряжений, блока 9 разрешеция и с етчика 10 числа Г излучений, В ка;ереразмещена диафрагма 11 из ферр. - магццтного материала с отверстие много меньшим длины волны излучения, а на ее внешней поверхцости размещен привод перемещения диафрагмы, состоящий из электродвигателя 12, кинематически связанного с нм винта 13, ца котором установлена с воэможцастьн возвратно-поступательного перемещения с постоянной скс - ростью гайка-каретка 14, в которой установлена втулка 15, являющаяся кольцевым магнитом. Генераторчерез блок 9 разрешения подключен к счетчику 10 числа излучений. Интерфераметр работает следующим образом.Б одном состоянии интерферометра его счетчики 8 и 10 находятся в нулевом положении. При движении магнитной гайки-каретки 14 с постоянной скоростью на пьезоприемнике 3 появляются резонансные напряжения, соответствующие условиям наилучшего (или наихудшего) прохождения ультразвуковых колебаний через отверстие диафрагмь 11. Эти резонансные напряжения (Б, д или Б 1 п) появляются при условии, когда между пьезоизлучателем 2 и диафрагмой 11 укладывается целое число полу. волн, т.е. 1 ф . Чередующиеся через каждые Д./2 перемещения диафрагмь 11 электрические сигналы усиливаются усилителем 5, детектируются де" тектором 6 и после формирования импульсов поступают на счетчик 8, когде М вязкость среды,щей камеру интерплотность этойвнутренний радиутого волновода. пол няю рометра)еды,рубчачто при нной ск резона ука щей Составитель Техред М. Теп олгова Корректор С, Лыжова едактор Е, Пап аказ 5746 /2 Тираж 547 ВНИИПИ Государстве по делам изобрете 13035, Москва, ЖПодписноенного комитета ССний и открытийРаушская наб.,4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 торый первым импульсом через блок 9 разрешает прохождение электриЧеских сигналов ультразвуковой частоты Г с генератора 4 на счетчик 10. Как только на счетчике 8 появится сигнал с заданным номером п, блок 9 разрешения запирается,и в счетчик 10 прекращается поступление сигналов ультразвуковой частоты Г.Таким образом, за время С перемещения диафрагмы с постоянной скоростью ч на расстояние л 1 =и-,Х счетчик 10 отсчитывает количество импульсов, равное Я. Н =Г. Учитывая, что л,1 =г., нетрудно получить выражение, определяющее искомую скорость ультразвука Из формулы (1) следует, движении диафрагмы с посто ростью и постоянстве числа ных точек скорость ультраз исследуемой среде, заполня 107005 4чатый волновод, пропорциональна показаниям счетчика 1 О. При больших затуханиях ультразвука следует учитывать то, что скоростЬ ультразвука в трубчатых волноводах отличается от скорости ультразвука в неограниченной среде. Поправку на измеренную скорость можно вводить, 10 используя соотношение Со) Использование предлагаемого и терферометра позволит осуществит измерение скорости ультразвука в средах, находящихся при высоких или сверхнизких давлениях, при несложном его усовершенствовании.