Способ создания эталонных плотностных неоднородностей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.2 6 01 Н 21/46 0 02 В 27/38 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭТАЛОННЫХ ПЛОТНОСТНЫХ НЕОДНОРОДНОС ТКИ1,Изобретение относится к областитехнической физики, к области исследования Физических свойств веществс помощью оптических методов и можетбыть использовано при создании плотностных неоднородностей в исследуемой среде, необходимых для оценкиработоспособности, чувствительности,динамических и частотных характеристик теневых гидрооптических приборовс фотоэлектрической приемной частью,регистрирующих флуктуации плотностиморской воды.,Известен способ создания темпера турных (плотностных) градиентов непосредственно в водной среде путем воздействия теплового потока излучения на поверхность воды, интенсив- . ность которого измераот путем регули рования питания излучателей или высоты их расположения над водой 11,Однако, для оценки созданнцх температурных градиентов в водной. среде отсутствует измерительная техника.Кроме того, такое воспроизведение градиентов характеризуется нестабильностью нз-эа изменений внешних факторов ( температура воды и воздуха, атмосферное давление и др.) . Оче-З 0 2видно, что при таком способе создания неоднородностей возможна лишьвесьма приближенная оценка характе-ристик приборов.Наиболее бпизким техническим решением к данному изобретению является способ создания эталонных плотностных неоднородностей путем возбуждения поля ультразвуковЫх колебаний в простмотровом объеме прибора 2),Изображение ультразвукового лучастановится видииям вследствие изменения плотности (показателя преломления) э чередующихся областях сжатия и разрежение среды, характеризующих ультразвуковое поле в жидкости, причем размеры этих областейвдоль распространения ультразвукового луча однозначно определяются длиной волны ультразвуковых колебаний.Изменение плотности ь у связанос изменением показателя преломлениядЬ воды (Ь -1,33) выражениемгд 9 ф дь/Ь-)где Я - плотность невозмущеннойсреды.С другой стороны, можно показать,что средний градиент показателя преломления в воде на участке в полдлины волны распространяющихсяультразвуковых колебаний пропорционален квадрату резонансной частотый излучателя колебаний и величинеприложенного к излучателю напряжения Ч:5аЬ = кК ч (Ь - 1), (2)где К - коэффициент, учитывающийвлияние параметров среды иизлучающей платины;30Ь - показатель преломления невозмущенной среды.Следовательно, изменяя амплиту-.ду и частоту подаваемого на пласти ну в среде напряжения можно менять 5параметры возбуждаемого в средепеременного поля плотности - линейные размеры участков возбуждениясреды в направлении распространенияультразвукового луча и отклонение Юплотности .среды в этих участках отравновесной плотности;При таком способе имитации эталонных неоднородностей могут быть количественно оценены практически все э 5наиболее важные параметры теневыхгидрооптических приборов: чувствительность, динамический диапазонфчастотная характеристика,Так, оценку чувствительности, динамического диапазона можно производить варьируя величину отклоненийплотности возмущенных участков средыпутем изменения амплитуды подводимого к излучателю напряжения, Оценкучастотных. свойств можно осуществлятьпри изменении частоты подводимогок излучателю напряжения.К недостаткам известного способаотносится то,что при изменении частоты напряжения происходит изменение 40плотности возмущенных участков среды,причем закон изменения:нелинеен,что .затрудняет и удлиняет процесс обра"ботки результатов.кроме того, работа излучателя на 45частоте, отличной от резонансной, нежелательна, следовательно, дляоценки, частотного диапазона приборапотребуЕтся.ряд излучателей с различными значениями резонансной частоты,Цель изобретения - упрощение и повышение экспрессивности процессаполучения количественной оценки чувствительности,динамического диапазойаи амплитудно-частотной характеристикиприборов в широком диапазоне, линеаризация процесса изменения параметровэталонных неоднородностей.Поставленная цель достигается тем,.что в известном способе .на излучатель ультразвуковых колебанийподают амплитудно-модулированное высокочастотное несущее напряжение,причем частоту нееущего напряжениявыбирают равной резонансной частоте 65 излучателя, а амплитуду и частоту модулирующего, напряжения изменяют исходя из требований к параметрам создаваемых неоднородностей по известной зависимости между значениями последних и значениями амплитуды и частоты модулирующего напряжения.Начертеже представлено устройство для реализации данного способа.Устройство содержит излучатель 1, ультразвуковых кслебаний, просмотровый объем 2 теневого прибора, генератор 3 высокой частоты, генератор 4 низкой частоты и смеситель 5.Способ осуществляется следующим образом.Излучатель 1 ультразвуковых колебаний установлен таким образом, что генерирует колебания,. которые пересекают просмотровый. объем 2 теневого прибора. Высококачественное и низкочастотное нанряжение, снимаемые с выходов, генератора 3 высокой частоты 3 и генератора 4 низкой частоты, подаются на вход смесителя 5 напряжения. С выхода смесителя на пласти-. ну излучателя поступает амплитудно- модулированное высококачественное напряжение.Зависимость между. параметрами создаваемых плотностных неоднородностей и параметрами модулирующего напряжения может быть выражена формулой, аналогичной приведенной выше формуле (2):.Л ЬК = ККЧ (Ь - 1), (3) где Ч - подводимое к излучателю переменное напряжение, значение которого изменяется в соответствии с измене-. нием параметров модулнрующего напряжений. Линейным изменением уровня амплитудно-модулированного напряжения, коэффициента глубины модуляции и час-. тоты модулирующего напряжения можно задавать линейный закон изменения градиента показателя преломления. При изменении частоты модулирующего напряжения сохраняется линейный закон изменения плотности.ИспОльзование настоящего изобретения позволяет достаточно просто и быстро производить. количественную оценку параметров теневых гидрооптических приборов (как с параллельным пучком в просмотровом объеме, .так, и с расходящимся) в широком диапазоне пульсаций плотности и, прежде все- го, вдиапазоне, соответствующем процессам изменений плотности в исследуемой среде; возможна количествен-ная оценка широкого круга параметров приборов: чувствительности, динамического диапазона,амплитудно-частотной характеристики; оценка параметров может осуществляться непосредственно в исследуемой среде, т,е . мож741120 формула изобретения Составитель А.Щур Редактор П.Макаревич ТехредЖ,Кастелеворректор В,Бутяодписное . Заказ 3322/4ЦНИИПИ Тираж 101 Государственного елам изобретений осква, Ж, Рауш омитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 113035,Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна но производить периодический контрольза стабильностью параметров приборовв процессе их Функционирования. Способ создания эталонных плотностных неоднородностей для оценки параметров теневых гидростатических приборов путем возбуждения поля ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повыаения экспрессивности. процесса получения количественной оценки чувствительности, динамического диапазо на и амплитудно-частотной характеристики приборов в широком диапазоне линеаризации процесса изменения параметров эталонных неоднородностей,на излучатель ультразвуковых колебаний подают амплитудно-модулированноевысокочастотное несущее напряжение,причем частоту несущего напряжениявыбирают равной резонансной. частотеизлучателя, а амплитуду и частотумодулирующего налряжения изменяютисходя из требований к параметрамсоздаваемых неоднородностей по известной зависимости между значениямипоследних и значениями .амплитуды модулирующего напряжения.Источники информации,принятые,во внимание при экспертизе1. Аварское свидетельство СССР9478200, кл. 6 01 Ю 3/32, 1972.2. Некоторые вопросы прикладнойакустики. Нод ред. Ричардсона, М.,1962, с.115 (прототип) .