Способ измерения поглощения ультразвука

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВХОорСКОМу СВИдИИЛЬСуву(51) М,Кл. б 016 29/00 8 01 Ь. 5/00 осударстоенныи комнт Совета Министров ССС по делам изобретенийи открытий(ЬЗ) УДК БИ,22( юллетень ия описания Б,Ю, (М(т 2) Авторы изобретени И.Кузовков, О.В.Тарасенко и В.М.К ордена Ленина государственный университетевченко) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУК Изобретение относится к области ультразвуковых измараниИ и может быть использовано в хими- ческоИ, нефтехимическоИ и других отраслях промышленности для ультразвукового контроля за технологическими процессами, а также для научных исследованиИ, например, в молекулярной акустйке.Известен способ измерения поглощения ультразвука путам генерации электрических импульсов, преобразования их в ультразвуковые и пропускания послецних через исследуемую срецу с последующим обратным преобразованием в электрические импульсы с пропорциональной аалитуцой до значению которой оудят о поглащении.Однако известный спосоо невозможно применить в том случае если полезныИ сигнал, полученный в результате преобразования прошедшего исследуемую среду ультразвукового сигнала в электрический, лежит ниже уровня входных шумов приемника. дто может быть, в частности, при сильном затухании ультразвукового сигнала в исследуемой среде, а также при больших потвпях на йреобразование.Для повышения точности и расширвния области измерений в сторонуслабых сигналов по предлагаемомуспособу генерируемые электрическиеимпульсы формируют в периодическую о , последовательность пачке импульсовс периодом следования пачек, равным, например, удвоенноИ длительности пачки, а из электрическогосигнала, полученного в результатеобратного преобразования, выделяютнизкочастотную гармонику, например,нервую, амплитуда которой пропорциональна амплитуде ультразвуковыхимпульсов, прошедших исследуемуюсреду.О На чертеже показана блок-схема устройства, реализующегб описываемый способ.Устройство содержит генератор1 стандартных сигналов, выход которого соединен с гнездом внешнео запуска генератора 2 прямоу3 443305 гольных импульсов, который, в свою очередь, подключей выходом к гнезду внешней импульсной модуляции генератора 3 высокой частоты, измерительную камеру 4 с двумя электроакустичвскими преобразователями, усилитель 5, амплитудный двтекто б и фильтр 7.инусоидальное напряжение ге- о нвратора 1 стандартных сигналоэ частоты, например 15 кгц, промодулированнов по амплитуде внутренним мвандром ФОО кгц (глубина модуляции 10075), запускает генератор прямоугольных импульсов, ра- ботающиИ в режиме внешнего запуска. При этом напряжение на выходе гейератора импульсов представляет собоИ периодическую последователь о ность пачек зидеоимпульсоз, причем частота следования зидеоимйульсов внутри каждой пачки определяется частотоИ напряжения генератора стандартных сигналов, т.в. равна 15 кгц, а период следования пачек равен удвоенной длительности пачки, так как внутренне модулирующвв напряжение генератора 1 имеет форму меандра. Длительность зо видвоимпульсов выбрана порядка 2- 5 мксвк. Сигнал с выхода генератора прямоугольных импульсов используется для внешней импульсной модуляции генератора высокой час- з 5 таты, вследствие чего вго выходное йапряжвние представляет собой периодическую последовательность пачек радиоимпульсов, длительность которых соответствует длитвльнос О ти видвоимпульсов, т.е. равна 2- 5 мксек, а несущая частота составляет, например, 75 мгц. Это напряже-ние подается йа излучатель измв- ритвльноИ камеры Ю и преобразует ся вм в ультразвуковой сигнал, излучаемый з исследуемую среду, ПрошвдшиИ через исследуемую среду ультразвуковой сигнал принимается приемным преобразователем, усиливается усилителем 5, поступает на детектор 6 и затем йа узкополас- ныИ Фильтр 7, настроенный на первую гармонику продвтвктированного напряжения, разную: 55- = цдф п.где - = 1250 мсек - длительность пачки радиоимпульсов.Используя пачки импульсоз достаточно большой длитвльйости, всегда можно сделать частоту йвр- воИ гармоники достаточно малоИ, например, порядка нескольких сотен или десятков герц, т.в, лежащей значительно ниже области частот, в которой действуют входные шумй приемника. Следовательно,выделение первой гармоники продектированного напряжения будвт происходить и э том случавкогда поле зный сигнал лежит ниже уровня входных шумов приемника, поскольку высокочастотные шумы будут задержаны фильтром. Если же полезный сигнал соизмерим или лежит выше уровня шумов приемника, то з этом случае Фильтрация шума приводит к повышению точности измерений.ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ измерения поглощенияультразвука путем генерации элентрических импульсов, преобразования их з ультразвуковые и пропускания последних через исследуемуюсреду с последующим обратным преобразованием в электрические испульсы с пропорциональноИ амплитудой, по значению котороЯ судят опоглощении, о т л и ч а ю щ и Ис я твм, что, с целью повышенияточности й расширения области измврвниИ з сторону слабых сигналов,1 енерирувмыв электрические импульсы формйруют в периодическую последовательность пачек импульсозс периодом следования пачек, равным, например, удзоенноИ длйтельности пачки, а из электрическогосигнала, полученного в результатеобратного преобразования, выделяют низкочастотную гармонйку, например, первую, амплитуда котороИпропорциональна амплитуде ультразвуковых импульсов, прошедших иссл дуамую среду,РВа О каз 1 ИИПИ Государственного коиино делал изобретен Москва, 113035, Ра ннстров СССР 1 ред рнятне к 11 атенть, Москва, Г 59, Берояковская наб., 24 Редактор С,ХЬАтрОЦ3 ЖУ Составитель ГЛОГ 4 ИН 0Техред Е, ПЫТОЬд КорректорЕ.Сс Тир 651 11 одпнсное ета Советаий н открытн шская наб., 4