Способ измерения удельного акустического сопротивления среды

(зи 4 С 29/00 И расширение диааметров среды зационных изменений ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 30,09.89, Бюл. И 36 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) В.А.Сукацкас, В,К.Армонка., Э.В,Станкявичюс и А.П.Волейшис (53) 534,286 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Й 757975, кл. С 01 И 29/00, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО АКУС ТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕДЫ;к средствам измерения параметровсред,Цель изобретенияпазона измеряемых парсчет учета интерференвыходного сигнала.На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенныйспособ.Устройство состоит из генератора1, подключенного одним выходом кпьезоизлучателю 2 и вычислителю 3,а вторым выходом - к индикатору 4,пьезопреобразователь 2 закреплен настенке измерительной камеры 5, с противоположной стороны которой размещенпьезоприемник 6, подсоединенный кусилителю-формирователю 7, выход которого подключен к входам вычислителя3 и индикатора вам акустических измерений, в частности к средствам измерения параметров сред. Целью изобретения являетсярасширение диапазона измеряемых параметров сред за счет учета интерференционных изменений выходного сигнала. Положительный эффект в способедостигается за счет того, что он работоспособен как в случае малого, таки, большого поглощения сред без увеличения количества операций измерений.В этом случае обычно вреднье интерференционные изменения используютсякак информативнь 1 й параметр. 1 ил. Способ осуществляют следующим образом.Включают генератор 1 и подают его напряжение на пьезоизлучатель 2. Ультразвуковые волны, возбуждаемые им,достигают пьезоприемника 6, распространяясь в исследуемой среде, которой заполнена измерительная камера 5. Выходное напряжение пьезоприемника 6 усиливается и детектируется в усилителе-преобразователе 7 и поступает на вход У индикатора 4. На вход Х его подключен сигнал, пропорциональный частоте,с генератора 1. В процессе измерения изменяют напряжение генератора 1. Если поглощение в среде большое, отражения отсутствуют, то в области резонансной частоты преобразователей огибающая напряжения имеет вид гладкой колоколообразной кривой, не имеющей локальных изменений, которую можно выразить формулой(1+х)где 11, - константа;х - относительное отклонение5цастоты от резонансной частоты преобразователя;р - цисло преобразователей, ре-зонансные цастоты которыхнаходятся в рабочем диапазоне частот.При этом, если частота одного изпреобразователей, а другой - широкополосный или резонансная частота егонаходится далеко за пределами рабочего диапазона частот, р = 1. Еслиоба преобразователя идентичны и,резонансные частоты их находятся в раЬочем диапазоне частот, р = 2, Форма кривой объясняется тем, цто резонансная характеристика простой колебательной системы, какой являетсяпреоЬразователь, выражается формулой13 С,25-1 + х"а если преобразователей два - их хаРактеристики перемножаются.Далее снимают ряд значений выходного напряжения пьеэоприемника 6 иусилителя-формирователя 7 по показаниям индикатора ч на заданнь 1 х цастотах, значения напряжения и частотзаносят в вычислитель 3, в которомзаложен алгоритм аппроксимации поформуле, например по минимуму среднеквадратицеского отклонения, Изаппроксимированной кривой определяютширину ее, а из ширины - удельноеакустическое сопротивление о среды.. 40В том случае, когда интерференционные изменения меньше заданного предела, но заметны, влияние их исключается тем, что частоты максимумови цастоты, на которых определяетсянапряжение, не связаны, а аппроксимирование обязательно вклюцает иусреднениеЕсли поглощение в среде невелико,то отраженная от пьезоприемника 6волна имеет значительную величину. 6 4Теперь камера 5 со средой работает как камера интерферометра постоянной длины: на определенных частотах камера резонирует, тогда выходное напряжение имеет локальные максимумы, между нимй имеют место локальные минимумыЕсли относительные изменения от локального минимума до максимума, т.е. изменения, вызванные интерференцией, превышают заданный предел, то генератор 1 настраивают на локальные максимумы, величину напряжения и частоты передают на вычислитель 3 и определяют р сРеды согласно описанному.Положительный эффект способа вытекает из того, цто он работоспособен как в случае малого поглощения, так и большого, при этом операции сохраняются в обоих слуцаях одни и те же, Интерференция в этом случае не является вредной.формула изобретения0 посоЬ измерения удельного акустицеского сопротивления среды, заключающийся в том, цто определяют на заданном уровне щирину и амплитуду резонансной характеристики сигнала, излучаемого пьезопреобразователем и прошедшего через исследуемую среду, и по измеренным параметрам судят о свойствах среды, о т л и ц а ю щ и й с я тем; что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров среды, определяют величину ближайшего от частоты настройки пьезоизлуцателя ло-. кального максимума амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала, сравнивают измеренное знацение с заранее заданным пороговым значе-нием, если измеренное значение меньше порогового, то резонансную характеристику снимают дискретно на заданных частотах, если больше, то - на цастотах локальных максимумов, аппроксимируют измеренные значения кривой, по ширине которой определяют удельное акустическое со 1 противление.Составитель ВЕврстратовМ.Келемеш Техред И.Верес Корректор Л.Патт т в и тт и и т е ещ едак Подписн изводственно-издательский комбинат ."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 Заказ 5896 ВНИИПИ Гос итев Тираж 89 твенного комитета по изобретениям и 113035, Москва, И, Раушская наботкрытиям при ГКНТ СССд. 4/5е е ттев ве