Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

(11) 538286 61) Дополнительное к авт. свид.ву22) Заявлено 11.05.75 (21) 2132171/10 6 01 К 29/00 присоединени заявки сударственныи комитетавета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОШЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА звука 11. Пр го устройства ое изменение дслучае изменен азователя поерения,Изобретение относится к измерителямпоглощения ультразвука в жидкостях и газах и может быть использовано при анализе состава и свойств веществ в химическойнефтехимической, пищевой и других областях промышленности.Известны устройства для измерения коэффициента поглощения ультразвука 12, 31 тсодержащие электроакустический тракт интерферометра, составленный из последова- ф тельно соединенных генератора электричео ких колебаний, камеры интерферометра переменной длины с двумя акустическими преобразователями и усилителя, и измерительный прибор.Измерение поглощения ультразвука с помощью известных устройств требует боль- шого количества ручных операций и вычислений, и, следовательно, имеет низкое быстродействие,Данные недостатки частично устранены в устройстве, которое содержит электроакусг тический тракт интерферометра и измерительньтй блок, с помощью которого производится автоматическое определение коэффициента поглощения ультраизмерении с помощью этобходимс обеспечить плав ны акустического пути, В5 скорости перемещения пр является погрешность из Целью изобретения является повышениеточности измерения,Указанная дель достигается тем, что иемерительный блок выполнен в виде двух высокочастотных разнополярных детекторов,выходы которых подключены к входам измерителя отношения постоянных напряжений,цепь нагрузки одного из высокочастотныхдетекторов соединена с источником напряжения смещения, выход этого высокочастотного детектора подключен также к входномудискриминатору автокомпенсационного пикового детектора с нулевым уровнем дискриминации, выход автокомпенсационного пиксвого детектора включен между источникомнапряжения смещения и резистором, другойконец которого соединен со входами двухвысокочастотных детекторов, связаннымичерез конденсатор с выходом элекгроакуотического тракта,На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений, 5Генератор 1 электрических колебаний подключен к пьезоизлучателю 2, вмонтированному в камеру интерферометра 3, Пьезо приемник 4 закреплен в держатель 5, а его обкладки подключены ко входу высокочас тотного усилителя 6, Злементы 1-6 составляют электроакустический тракт интерферометра. К выходу усилителя 6 через конденсатор 7 подключен резистор 8 и два высокочастотных разнополярных детектора 9 и 10. Цепь нагрузки детектора 9 подключена к источнику напряжения смещения 13., полярность которого противоположна выходному напряжению детектора 9, К выходу 20 детектора 9 подключен входной дискрими натор 12 авгокомпенсациснногс пикового детектора, состоящего также из усилителя 13 и двухполярного детектора 14. Нагрузка детектора 14 подключена между резио б тором 8 и источником напряжения смещения 3.1. Выходы обоих высокочастотных детекторов 9 и 10 подключены к измерителю отношения 15, имеющему заземленную общую цепь сравниваемых сигналов, 30 Измеритель работает следующим образом, После включения питания генератор 1 начинает вырабатывать высокочастотное напряжение, которое пьезоизлучагелем 2 преобра Л зуется в ультразвуковые волны. Ультразвук распространяется в исследуемой жидкости или газе, которыми заполнена камера интерферометра 3, С началом измерения начинают сближать пьезоизлучагель 2 и пьезопри емник 4 посредством подвижного держаге ля 5, Ультразвуковые волны распространяются к пьезоприемнику 4, частично отражаются, частично преобразуются им в электрические колебания, усиливаемые усилите б лем 6, Выходное высокочастотное напряг ние усилителя 6 (фиг, 2 а) выделяется в общей точке конденсатора 7 и резистора 8, накладываясь на напряжение источника 13 поскольку в начале измерения выходное на- фО пряжение детектора 14 равно нулю, Зпюра суммарного напряжения изображена на фиг. 2 б. На выходе детектора 9 выделяется огибающая выходное напряжение усилителя 6, также наложенная на напряжение источни д 5 ка 13 На выходе детектора 3.0 эта огибающая выделяется в противоположной (отрицательной относительно корпуса) полярнос ти. Дискриминатором 12 выделяется отрицательная относительно корпуса часть вы О 864ходного напряжения детектора 9 (фиг. 2 в), которая, усиленная усилителем 13, детектируется детектором 3.4, Выходное напряжение детектора 14, вычитается из напряжения О, источника 13 (фиг. 2 г). Следовательно, цепь компенсации автокомпенсационного детектора 12-14 замыкается через резистор 8 и детектор 9. В результате действия автокомпенсации устанавливается такой . тенциал резистора 8, что выходное минимальное напряжение детектора 9 оказывается равным нулю относительно корпуса, Таким образом, отрицательное смещение общей точки конденсатора 7 и резистора 8 в установившемся режиме равно минималь- ному выходному напряжению О усилителя 6. Естественно, что в момент акустического резонанса, который характеризуется резким увеличением модуля выходного напряжения усилитель бвыходное напряжение детектора 9 относительно корпуса будет равОм,- Он, где Одуль максимального выходного напряжения усилителя 6. Выходное напряжение детектора 10 равно ОдО,н и имеет противопс ложную полярностьПоказания измерителя отношения 3.5 пропорциональны отношению:мдкс + минмдкс минПри сближении преобразователей 2 и 4 напряжение Онесколько увеличивается, напряжение Отоже увеличивается. СледоваИдкстельно, изменяются и показания измерителя отношения 15. Поглощение ультразвука определяют по зависимости логарифма показаний измерителя 15, соответствующих акустическим резонансам столбика среды между пьезопреобразователями 2 и 4, от расстояния между пьезопреобразователями, В качестве блока 15 может быть применен логарифмирующий измеритель от- ношения, тогда поглощение определяют непосредственно по изменению его показаний,ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для измерения коэффициентапоглощения ультразвука, содержащее элект.роакустический тракт интерферометра переменной длины и измерительный блок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измерительный блок выполнен в виде двух высокочастотныхразнополярных детекторов, выходы которыхподключены ко входам измерителя отношения постоянных напряжений, цепь нагрузкиодного из высокочастотных детекторов соединена с источником напряжения смещения,выход этого высокочастотного детектораподключен также к входному дискриминатору автокомпенсационного пикового детектора с нулевым уровнем дискриминации, выходавтокомпенсационного пикового детекторавключен между источником напряжения смещения и резистором, другой конец которогосоединен со входами двух высокочастотных,детекторов, связанных через конденсатор свыходом электроакустического тракта,Источники информации, принятые во вымание при экспертизе:б1, Авт,свид. СССР371495, кл,6 01 К 29/00, от 08,04,71 г.,2. Труды ВУЗов Литовской ССР, серия, АнтиповКОВИЧ Составитеин Техред М орректор Б. Юга дакт ож каз 5714/26 ЦНИИПИ Государ ираж 3.010 Подписноевенного комитета Совета Министровделам изобретений и открытий осква, В 35, Раушская наб., д. 4/5 3035,ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 илиа