Способ светового зондирования осесимметричного ультразвукового поля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 х 1 2900 5 Р 4гга ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Телешевский В. И., Азаров Н. Т. Оптическое исследование полей ультразвуковых излучателей методом дифракции света.Дефектоскопия, 1974,1, с. 49 - 60.(54) СПОСОБ СВЕТОВОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для исследования ультразвукового поля пьезопреобразователя. Цель изобретения - повышение точности и производительности зондирования осесимметричного 801320732 А 1 ультразвукового поля за счет прямого дискретного измерения интенсивности дифрагированного на ультразвуковой волне светового потока. Сущность способа заключается в создании осесимметричного ультразвукового поля, сканировании его лучом лазера с определенным шагом, регистрации в каждой точке интенсивности дифрагированного на ультразвуковой волне светового потока до момента его исчезновения, определении интенсивности ультразвукового поля в каждойИточке по формуле 1 зв = (1 н - -,1 ззф /ц где 1 щ, - интенсивность ультразвукового поля в измеряемой точке; 1 - интенсивность дифрагированного светового потока в измеряемой точке; 11 - интенсивность ультразвукового поля в предыдуцих по ходу светового луча точках; 51, Я, - площади взаимодействия ультразвукового поля со сканируюшим лучом лазера. 4 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для исследования ультразвукового поля пьезопреобразователя.Цель изобретения - повышение точности и производительности зондирования осесимметричного ультразвукового поля за счет прямого дискретного измерения интенсивности дифрагированного на ультразвуковой волне светового потока.На фиг. 1 приведена функциональная схем а устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - диаграмма зондируемого ультразвукового поля; на фиг, 3, 4 - графики зависимостей 1 зв = 1(х/р).Способ реализован устройством, которое содержит лазер 1, оптическую кювету 2 с размещенными в ней ультразвуковым преобразователем 3 и оптически прозрачной жидкостью 4 и блок 5 для измерения интенсивности дифрагированного света.Способ осуществляется следующим образом.С помощью пьезопреобразователя 3, расположенного в оптически прозрачной жидкости 4 кюветы 2, формируют исследуемое ультразвуковое поле. Лазером 1 излучают луч света, который, проходя через точку измерения исследуемого ультразвукового поля, диф рагирует.Дискретно перемещают световой зонд с установленным шагом в плоскостц, перпендикулярной акустической оси. Перемещение производят до тех пор, пока блок 5 зафиксирует дифрагированный на звуке свет. Шаг устанавливают в соответствии с требуемой точностью и выбирают равным эффективному диаметру светового луча (0,15 мм).При появлении дифрагированного на звуке света продолжают дискретное перемещение, в каждой точке регистрируя блоком 5 интенсивность этого света до момента его исчезновения. Зная шаг дискретного перемещения (0,15 мм), определяют координаты точек появления и исчезновения дифрагированного на звуке света и по этим координатам определяют радиус ультразвукового поля.Поскольку исследовалось осесимметрично ультразвуковое поле, например поле диска, параметры которого распределены по концентрическим окружностям, то, определив максимальный радиус ультразвукового поля и принимая ширину окружности, рави,й шагу зондирования, описали интенсивность дифрагированного на звуке света (1 ) как результат суммарного взаимодействия между световым зондом и параметрами ультразвукового поля по пути этого светового зонда1 гг = Д(зв) 1Интенсивность звука концентрических распределений определяют из формулы (1) по выражению 1 зв =ТЕ 5 и(хх) 25 Результат второго замера 1, определяют интенсивностью 1 звг в первом (внешнем) кольце и площадью взаимодействия 5 этого кольца со световым зондом, а также интенсивностью 1 во втором кольце и площадью взаимодействия гг второго кольца со световым зондом, т. е. гг ьв а + гъг г 2 г где 1, определена из выражения , 5, Ягг - из геометрических построенийаналогично Ь. Искомая 1,в, определена из выражения 1 гг 1 звг - 5 г(1 звг5 гг Аналогично определяют интенсивностьзвука в последующих кольцах.Таким образом, интенсивность исследуемого ультразвукового поля в измеряемой 45 точке определяют согласно выражениюЬ -1 звт - 5 ц1 звс5 например: 50 1 звг = -- , 1 1 й где 1 звзвг ------ и т. дЬг - 1 зв 5 гг5 гг- интенсивность исследуемого ультразвукового поля в изме ряемой точке;интенсивность дифрагирован - ного света, определяемая устройством в измеряемой точке; интенсивность исследуемого ультразвукового поля в точках, определенных ранее; 55 ввз 1 г - ;1 звт 5(т55"Цт. е. расчетная формула логически вытекает из анализа геометрии акустооптического взаимодействия тонкого светового луча со звуковым полем, параметры которого рас.пределены по концентрическим кольцам (фиг. 2) и получена следующим образом.Результат первого замера 1 определяют интенсивностью звука 1 во внешнем кольце и площадью взаимодействия Ьэто го кольца со световым зондом, т. е.1 а = 1 зв, 1 ц (+)Так как ширину кольца можно принятьравной ширине оптического зонда, а средний диаметр кольца определяют при зондировании, площадь 5 и определяют из геометнрических построении. Получив 5, из выражения (х ) с учетом результата оптического зондирования 1, определяют искомую 1,в, 13207325;, .5;, - элементарные площади, полученные геометрическим путем, (фиг. 2);и 8 с Ое лспо еОФормула изобретенияСпособ светового зондирования осесимметричного ультразвукового поля, заключающийся в том, что формируют ультразвуковоле поле, параметры которого распределены по концентрическим кольцам, сканируют ультразвуковое поле лучом лазера в плоскости, перпендикулярной акустической оси, регистрируют дифрагированный на ультразвуковой волне световой поток, измеряют его интенсивность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности светового зондирования осесимметричного ультразвукового поля, сканирование ультразвукового поля производят с шагом, равным эффективному диаметру световогогде 1; интенсивность ультразвукового поля в измеряемой точке; интенсивность дифрагирован ного светового потока в измеряемой точке; 1 еь 15 интенсивность ультразвукового поля в предыдущих по ходусветового луча точках:площади взаимодействия ультразвукового поля со сканирхющим лучом лазера. 20-51(, -5 ц луча, фиксируют координзтх точки НОявления дифрагированного светового потока. регистрируют интенсивность лифра ированного светового потока в каждой точке ска нирования ультразвукового поля, фиксирую 1координату точки исчезновения дифрагированного светового потока, а интенсивность чльтразвукового поля в каждой точке сканирования определяют согласно выражению 101 а - , 1 ьву 5 О17Редактор Н. СлобЗаказ 2654/48ВНИИПИ Госуда1130Производственно Составител дяник Техред И. Вер Тираж 776 ственного комитета СССР и 35, Москва, Ж - 35, Рауш полиграфическое предприят. Ильин открытийектная, 4 ь О. Несоваес КорректорПодписноо делам изобретенийская наб., д. 4/5ие, г, Ужгород, ул. П