Ультразвуковое устройство для измерения физических параметров веществ

(5 И ИСАНИЕ Б Т РЕ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса(56) Авторское свидетельство СССР М 1100559, кл. 6 01 й 29/00, 1982,Авторское свидетельство СССР М 1002901, кл, 6 01 й 29/02, 1981.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩЕСТВ(57) Изобретение относится к технике нераэрушающего контроля. Целью изобретения является повышение точности измерений, На поверхность контролируемого вещества 5 устанавливают пирамиду 1 с двугранными углами при большем основании в 45 с совмещенным прямым ультразвуковым преобразователем 2, размещенным в центре меньшего основания пирамиды, и раздельными прямыци преобразователями 3 и 4, размещенными на противолежащих боковых гранях пирамиды, Преобразователи 2 и 3 излучают в пирамиду ультразвуковые волны. Преобразователи 2 и 4 принимают ультразвуковые волны, отраженные от границы пирамида-контролируемое вещество нормально и под углом и падающие нормально на рабочие поверхности данных преобразователей, что повышает точность измерения амплитуд отраженных волн, которые используют для определения скорости распространения ультразвука, плотности и коэффициента ) адиабатической сжимаемости в контролируемом веществе. 1 ил,40 Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения скоростираспространения ультразвука в веществе,его плотности и коэффициента адиабатической сжимаемости при одностороннем доступе к нему, в частности при исследованиибиологических мягких тканей, глаз, желеобразных веществ и жидкостей в малых количествах. 10Целью изобретения является повышение точности измерений.На чертеже изображена схема ультразвукового устройства для измерения физических параметров вещества, 1Устройство содержит волновод 1 в видеусеченной четырехгранной пирамиды сдвугранными углами а при большем основании А, равным 450, первый прямойсовмещенный ультразвуковой преобразователь 2, размещенный в центре меньшегооснования В пирамиды, и второй и третийпрямые ультразвуковые преобразователи 3,4, размещенные на противолежащих боковых гранях С, О, а расстояния от точек ввода 25преобразователей 3, 4 до углов а выбраныс гравными, где б - размер большегооснования А между боковыми гранями С, О.Ульразвуковое устройство для измерения физических параметров вещества работает следующим образом.Устройство устанавливают на поверхность контролируемого вещества 5, Подключенным к генератору импульсов (на 35чертеже не показан) прямым совмещеннымультразвуковым преобразователем 2 излучают в пирамиду 1 продольные ультразвуковые волны, которые падают нормально наповерхность основания А, отражаются в обратном направлении от границы пирамида- контролируемое вещество и принимаютсяпреобразователем 2.Подключенным к генератору импульсовпрямым ".ьтразвуковым преобразователем 453 излучают в пирамиду 1 продольные ультразвуковые волны, которые подают под углом 45 на основание А пирамиды,отражаются от границы пирамида-контролируемое вещество, падают нормально на 50боковую грань О и принимаются прямымультразвуковым преобразователем 4,Измеряюгамплитудыаиа ."игналов,соответст-венно преобразователями 2 и 4 при контакте устройства с поверхностью 55контролируемого вещества 5.Производят аналогичные операции приотсутствии контакта основания А пирамиды1 с контролируемым веществом 5 и измеря ют амплитуды Ьо и Ь сигналов, принятых соответственно преобразователями 2 и 4.Определяют коэффициенты Чо и Ч отражения от границы пирамида-контролируемое вещество соответственно при нормальном падении на нее ультразвуковых продольных волн и падении под углом 45 по формулам: Чо = ао/Ьо; Ч = а/Ь.Находят скорость С распространения продольных ультразвуковых волн в контролируемом веществе, его плотность р и коэффициент Дд адиабатической сжимаемости по фЬрмуламЛСьй, 11+у. У,м 2 с 1 с 1(1+ч,где р 1 - плотность материала пирамиды;СьС - скорости распространения ульт-развуковых соответственно продольной и поперечной волк в материале пирамиды.Выполнение волновода устройства в виде пирамиды с двугранными углами при большем основании, равными 45, использование для определения амплитуды отраженных от границы волновод-контролируемое вещество ультразвуковых продольных волн раздельных преобразователей, размещенных на боковых гранях пирамиды, обеспечивает прием нормально падающих на приемнгяй преобразователь ультразвуковых продольных волн, излучениых под углом к границе волновод-контролируемое вещество, что повышает точность измерений,Формула изобретнияУльтразвуковое устройство для измерения физических параметров веществ, содержащее волновод в виде многогранника с параллельными разновеликими основаниями и одной боковой гранью, выполненной под острым углом к большему основанию, первый прямой ультразвуковой преобразователь, выполненный совмещенным и размещенный на меньшем основании, и второй прямой ультразвуковой преобразователь, установленный на боковой грани, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство снабжено тоетьим прямым ультразвуковым преобразователем, многогранник выполнен в виде усеченной четырехгранной: пирамиды с двугранными углами при большем основании, равными 450, первый преобразователь размещен в центре меньшего основания пиЗаказ 2262 Тираж 393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 рамиды,второй и третий преобразователиразмещены на противолежащих боковыхгранях, а расстояния от их точек ввода до . б ч 2указанных двугранных углов равныгде б - размер большего основания междубоковыми гранями.