Способ измерения нелинейного акустического параметра среды

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН С О 1 Ы 29/00 Е п ние очности измере чертеже предс тройства для рслед обой ая сре скопарал ена в сред щена в изме ия исс оба рав сть эначен излу ГОсудАРстВенный ночитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМПРИ ПНТ СССР АНИЕ ИЗОБ(46) 30.08.89. Бюл, У 32 (71) Институт прикладной физики АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1233032, кл, С 01 И 29/00, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1236363, кл. С 01 И 29/00, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНКИНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА СРЕДЫ (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для исследова ния Физико-механических свойств мат риалов по нелинейному акустическому Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для исследования Физико-механических свойств материалов по нелинейному акустическому параметру среды. Целью изобретения является повыш ополнительную жидкуюолнительная среда 2 помеительную ванну 3. Для обедуемой среды 1 преднаатель 4, который электриараметру среды, Целью изобретения является повышение точности измерения. Исследуемую среду в виде плоско- параллельного слоя толщиной с 1=д% /2, где Ъц - длина волны частоты Г; п=1, 2,3, помещают в жидкую дополнительную среду, возбуждают плоскую акустическую волну с частотой Г в исследуемой среде через дополнительную среду перпендику-ярно слою, измеряют давление Р в этой волке, принимают акустическую волну, генерируемую исслецуемой средой под действием возбуждаемой волны, с частотой 22 в направлении, противоположном направлению возбуждения, а нелинейный параметр среды определяют по предлагаемой формуле с учетом измеренных давлений, 1 ил. чески связан с последовательно соединенными генератором 5 и модулятором 6, предназначенным для формирования ультразвуковых радиоимпульсов.В конкретном варианте исполнения в качестве генератора 5 использован генератор Г 4-65 А, а в качестве модулятора 6 - транзисторный ключ. Длительность ультразвуковых радиоимпульсов выбирают так, чтобы обеспечивалось временное разделение сигнала на частоте 2 Г, генерируемого слоем исследуемой среды 1, и паразитного сигнала второй гармоники, излучаемого излучателем 4. В примере конкретной реализации спос длительно ь импульса выбрана ной 20 мкс3 1504604Между средой 1 и излучателем 4 вдополнительной среде 2 установленприемник 7 генерируемой слоем волнына частоте 2 Г. В качестве приемника 7 н конкретном варианте использован предварительно проградуированныйпьезокерамический гидроФон. Для обеспечения минимума искажений, вносимыхприемником 7 в ноле излучаемой плоской волны, диаметр а гидроФона выбирают в соответствии с соотношениема ( (0,1-0,2)0. В конкретном вариантеисполнения а=3 мм, Расстояние 1 между исследуемой средой 1 и приемником 7 выбирают в соответствии с условием 1) а / . Это необходимо для устранения влияния акустической тени,отбрасываемой приемником и арматуройего крепления на слой исследуемой 20среды 1, В конкретном варианте исполнения расстояние между гидрофоном истеклянной пластиной 1=70 мм, Приемник 7 подключен к измерительному прибору 8, имеющему возможность селекции принятых сигналов по .частоте ивремени. В конкретном варианте исполнения использован спектр-анализаторСК 4-59 в режиме селективного приема,Способ измерения линейного акустического параметра среды осуществляется следующим образом,Исследуемую среду 1 в виде плоскопараллельной стеклянной пластинкипомещают в измерительную ванну 3, заполненную водой, являющейся дополнительной средой 2. Через нее с помощьюйэлучателя 4 в импульсном режиме облучают исследуемую пластинку плоскочволной, направленной нормально к 46пластинке, Измеряют давление Р ввозбуждаемой плоской акустическойволне с частотой 2. Прием акустической волны, генерируемой исследуемойсредой под действием возбуждаемойволны, с частотой 2 Г производят приемником 7, установленным в среде 2в области, расположенной между излучателем 4 и исследуемой средой. Амплитуда давления Р второй гармоники измеряется с помощью измерительного прибора 8, Нелинейный параметр среды определяется по Формуле16с оРмо ФГ 1 ос 3 1п)с 1-(- - ) 21 Р 2сгде ,со,п,с - плотность и скоростьзвука для исследуемой и дополнительнойсред.Формула изобретенияСпособ измерения нелинейного акустического параметра среды, заключающийся в том,что в исследуемой среде возбуждают плоскую акустическую волну с частотой Г, измеряют акустическое давление Р в этой волне, принимают акустическую волну с частотой 21, генерируемую исследуемой средой под действием возбуждаемой волны, измеряют акустическое давление Р в генерируемой волне и определяют нелинейный параметр среды с учетом измеренных давлений Г и Р , о т л ич а ю щ и й с ч тем, что, с целью повышения точности измерения, Формируют исследуемую среду в ниде плоско- параллельного слоя толщиной И=про/2 ( % - длина волны частоты Г; (п=1,2, 3), помещают ее в дополнительную жидкую среду, возбуждение плоской акустической волны в исследуемой среде осуществляют через дополнительную среду перпендикулярно к слою исследуемой среды, осуществляют прием генерируемой волны, распространяющейся в направлении, противоположном направлению возбуждения, а нелинейный параметр среды определяют по ФормулеЛ16 д с Ргцп)с:Ргщ , осогде )о,с , Ос - плотность и скоростьзвука соответственнов исследуемой и дополнительной средах.1504604 Составитель Г.федоровТехред И,Дидык Корректор Т,Ма едактор И.Рыбчен ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,агарина, 101 Заказ 5247/46 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5