Устройство для измерения акустического сопротивления газообразных сред

) ) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕПЬСТВ 1(21) 4431996/25-28 и ун СССР1987,АКУСТИАЗНЫХ дстмощьюэобре ависимостью. 1 и ся к средств я с помощью и может быть ния акустичес СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГАЗООБСРЕД(57) Изобретение относится квам неразрушающего контроляультразвуковых сигналов. Цел Изобретение относнераэрушающего контрультразвуковых сигналиспользовано для изм кого сопротивления газообразных сред.Целью изобретения является повышение чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных газов за счет усиления реакции устройства на изменение измеряемой величины.На чертеже приведена Слок-схема устройства для измерения акустического сопротивления газообразных сред.Устройство для измерения акустического сопротивления газообразных сред содержит первый 1 и второй 2 ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контактирования через эталонную среду 3 с исследуемым 4 и контрольным 5 газами соответственно. Устройство также содержит ультразвуковой генератор 6, выходы которого соответтения является повышение чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных газов за счет усиления реакции. устройства на изменение измеряемой величины. Работа устройства основана на отражении ультразвуковых сигналов от границы раздела .двух сред, одной из которых является иссле дуемая газообразная среда, а другой - эталонная среда с известным акустичес ким сопротивлением, На выходе устройства формируется сигнал, уровень кото рого связан с измеряемым акустическим сопротивлением известной нелинейной ственно подключены к первому 1 и второму 2 ультразвуковым преобразователям, и последовательно соединенные дифференциальный усилитель 7, делитель 8, блок 9 вычисления обратной величины, аналоговый инвертор 10 и блок 11 экспоненциального преобразования. Первый вход дифференциального усилителя 7 подключен к первому ультразвуковому преобразователю 1, а второй вход вместе с вторым входом делителя 8 подключен к втором. ультразвуковому преобразователю 2, Выход блока 11 экспоненциального преобразования является. выходом устройства.Для обеспечения акустического контакта ультразвуковых преобразователей 1 и 2 с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами последними заполняют резервуары, с которыми герметично соединены идентичные твердые эталонные среды 3, например плавленыйо-А 4 миивлеВелич И связана с величи сопроьнойой ср У й Е)( и , ния исследуезообразной сзависимостью ическог гады 3 он тал ды еЕк=ЕхСигнал И с ает на вход оединенных б гд посту 55 ельнобрат- ора теляедов о ки по 9 выч цеп лок лен инвер ины,нои кварц. В качестве контрольной среды может использоваться любая газообразе ) ная среда с известным акустическим сопротивлением либо вакуум. В процессе измерений необходимо обеспечить неизменную величину акустического сопротивления контрольной газообразной среды 5.Устройство работает следующим об разом.Ультразвуковой преобразователь 6 генерирует на своем первом и втором выходах электрически развязанные,одинаковые по амплитуде и частоте уль"5тразвуковые сигналы, которые преобразуются первым 1 и вторым 2 ультразвуковыми преобразователями в акустические сигналы. Распространяясь в эталонной среде 3, акустические сигналы от ражаются от границ контакта эталонной среды с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами, достигают первого 1 и второго 2 ультразвуковых преобразователейи преобразуются ими в электрические сигналы. При этом амплитуды Ак и А о сигналов, отраженных от границы контакта эталонной среды 3 с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами, принятые соответственно первым 1 и вторым 2 ультразвуковыми преобразователями, опреде ляются различием в величинах акустического сопротивления указанных сред. Электрические сигналы с выходов ульт35 развуковых преобразователей поступают 1 на первый и второй входы дифференциального усилителя (р а сигналы с второго ультразвукового преобразователя 2 также поступают на второй вход делителя 4 О 8, на выходе которого устанавливается напряжение, пропорциональное величинеМ = ехр (- )АоАо Величины М, Хк, Е связаны зависимо (стью к+ гоМ- ехр (-)2 к Величина дифференциальной чувствительности С устройства при измерении сигнала М определяется из соотношения Ео 2 к где С -Таким образом, при исследовании динамики разреженных газов, когда ве личины Х к и /малы, устройство обес печивает высокую дифференциальную чувствительность к изменениям величины акустического сопротивления иссле дуемой газообразной среды, что повьг шает чувствительность измерений. о р м у л а и з о б р е т Устройство для измерения акустического сопротивления газообразных сред, содержащее первый и второй ультразвуковые преобразователи, предназначенные для контактирования через эталонную среду с исследуемой и контрольной газообразной средой соответственно, генератор, выходы которого соответственно подключены к первому и второму уль тразвуковым преобразователям, и последовательно соединенные дифференциальный усилитель, делитель и блок функойального преобразования, первый ход дифференциального усилителя подключен к первому ультразвуковому преобразователю, а второй вход - к второму ультразвуковому преобразователю и к второму входу делителя, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения .чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных цив 10 и блока 11 экспоненциального преобразования, и на выходе последнегоформируется напряжение, пропорциональное величине1597716 ной величины, аналогового инвертораи блока экспоненциального преобразования. Составитель Е. ИльичевРедактор А. Шандор Техред Л.Олийнык ,фГ Корректор С. Шекмар и ательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 водственногазов, блок Функционального преобразования выполнен в виде последователь -"но соединенных блока вычисления обрат 4 Заказ 3048 Тираж 503ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, Жбретенияаущская оеоткрытиям при ГКНТ СССд. 45