DE939406C

DE939406C - Device for measuring the sound intensity in liquids

Info

Publication number: DE939406C
Application number: DEP10518D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Engbert
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1956-02-23

Description

Vorrichtung zur Messung der Schallintensität in Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Messen des Schallstrahlungsdrucks in Flüssigkeiten mit einem in die Flüssigkeit einbringbaren, in der Strahlrichtung aus der Ruhelage ablenkbaren und quer zur Strahlrichtung beweglich angel ordneten Reflexionskörper, dessen Reflexionsfläche gegen die Strahlrichtung geneigte Teile aufweist. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die Reflexionsfläche auf der dem Schallsender zugewandten Seite als erhabene Kegelfläche ausgebildet. Wird eine solche Reflexionsfläche unsymmetrisch zu ihrer Achse von den Schallstrahlen getroffen, so tritt an ihr eine quer zur Strahlrichtung und zur Achse der Kegelfläche gerichtete Kraftkomponente auf, die den Reflexionskörper ganz aus dem Bereich der Schallstrahlen herauszudrängen sucht, weil er quer zur Strahlrichtung beweglich aufgehängt und nicht zwangläufig in der Richtung seiner Achse geführt ist. Eine solche Führung wäre auch wegen der notwendig auftretenden Reibung unerwünscht.Device for measuring the sound intensity in liquids The invention relates to devices for measuring sound radiation pressure in liquids with one that can be introduced into the liquid, in the jet direction from the rest position deflectable reflection body arranged to be movable transversely to the direction of the beam, whose reflection surface has parts inclined against the beam direction. Both known devices of this type is the reflection surface on the sound transmitter facing side designed as a raised conical surface. Becomes such a reflective surface hit by the sound beams asymmetrically to its axis, a Force component directed transversely to the beam direction and to the axis of the conical surface to push the reflection body completely out of the area of the sound rays looking because it is suspended transversely to the direction of the beam and is not necessarily is guided in the direction of its axis. Such a leadership would also be because of the any friction that occurs is undesirable.

Der Erfindung liegt demgegenüber der Gedanke zugrunde, die symmetrische Einstellung der Reflexionsfläche auf die Mitte des Strahlenbündels durch den Strahlungsdruck selbst herbeizuführen. The invention is based on the idea, the symmetrical Adjustment of the reflection surface to the center of the beam by the radiation pressure bring about yourself.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß die Neigung der Teile der Reflexionsfläche gegen die Strahlrichtung derart gewählt, daß die an ihnen auftretenden quer zur Strahlrichtung wirkenden Komponenten des Strahlungsdrucks bei Abweichen des Reflexionskörpers aus der Strahlmitte eine resultierende Querkraft ergeben, die den Reflexionskörper in die Strahlmitte zurückführt und darin zu halten sucht. Die Reflexionsfläche kann beispielsweise, um die gewünschte Rückführkraft auszulösen, auf der dem Schallerzeuger zugewandten Seite hohlkegelförmig ausgebildet sein.For this purpose, according to the invention, the inclination of the parts of the reflection surface is against the direction of the beam chosen so that the transverse to them occurring Components of the radiation pressure acting in the direction of the beam when the reflection body deviates a resulting transverse force resulting from the center of the beam, which creates the reflection body returns to the center of the beam and seeks to hold onto it. The reflection surface can for example to to trigger the desired feedback force the side facing the sound generator can be designed in the shape of a hollow cone.

Von besonderem Vorteil ist die Anwendung der Erfindung bei an anderem Ort bereits vorgeschlagenen Schalldruckmessern, bei denen der Reflexionskörper als Schwimmkörper nach Aräometerart ausgebildet ist. Hier kann man auf jegliche Halterung oder Führung der Meßeinrichtung verzichten und Fehler durch Lagerreibung vollständig vermeiden. The application of the invention to others is of particular advantage Place already proposed sound pressure meters, in which the reflection body as Floating body is designed according to the hydrometer type. Any bracket can be used here or do without guiding the measuring device and completely errors due to bearing friction avoid.

Das Gerät ist dadurch besonders geeignet für Absolutmessungen.This makes the device particularly suitable for absolute measurements.

Die Abbildungen veranschaulichen die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen. Die dargestellten Einrichtungen messen den auf einen Reflexionskörper ausgeübten Strahlungsdruck. The figures illustrate the invention in two exemplary embodiments. The devices shown measure that which is exerted on a reflective body Radiation pressure.

Bei der Ausführung nach Abb. I wird der Strahlungsdruck mit Hilfe einer Drehfederwaage ge messen. Ein Reflexionskörper I ist am rechten Arm eines zweiarmigen Hebels 2 aufgehängt. Am anderen Hebelarm greift ein mit einer Trommel 3 verbundenes Seil 4 an, das durch eine Drehfeder 5 unter Spannung gehalten wird. Auf der Achse der Trommel 3 sitzt ein Zeiger 6, der an einer .Skala 7 die Schallintensität anzeigt. In the execution according to Fig. I, the radiation pressure is measured with the help of a torsion spring balance. A reflection body I is one on the right arm two-armed lever 2 suspended. A drum engages the other lever arm 3 connected rope 4, which is held under tension by a torsion spring 5. On the axis of the drum 3 there is a pointer 6 which shows the sound intensity on a scale 7 indicates.

Das ganze Meßwerk befindet sich in einem offe nen, mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 8, in den der Schallerzeuger 9, dessen Strahlungsdruck gemessen werden soll, von oben eingesetzt wird, so daß der Schall nach unten gegen den Reflexionskörper gerichtet ist. The whole measuring mechanism is in an open, with liquid filled container 8, in which the sound generator 9, the radiation pressure measured is to be inserted from above, so that the sound downwards against the reflection body is directed.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist die Meßeinrichtung als Schwimmkörper nach Aräo; meterart ausgebildet. Sie besteht aus einem Reflexionskörper I und einem Meßstab 10. Wird der Schall von unten gegen den Schwimmkörper gerichtet, so steigt dieser hoch, bis der Schalldruck gleich dem Gewicht der Flüssigkeitsmenge ist, die dem Volumen des durch die Schalleinwirkung aus der Flüssigkeit in die Luft herausgehobenen Stück Meßstabes entspricht. Der Meßstab kann linear geteilt in Watt/qcm Schalldruck geeicht werden. In the embodiment according to Fig. 2, the measuring device is a floating body to Aräo; meter-like trained. It consists of a reflection body I and a Dipstick 10. If the sound is directed against the float from below, it rises this high until the sound pressure is equal to the weight of the amount of liquid that the volume of the liquid lifted into the air by the sound Piece of dipstick. The dipstick can be divided linearly in watts / qcm sound pressure to be calibrated.

Der Reflexionskörper I, der als Schwimmkörper ausgebildet ist, hat in beiden Ausführungen eine hohlkegelförmige Reflexionsfläche. Dadurch wird erreicht, daß der durch den Strahlungsdruck selbsttätig zur Mitte des Schallstrahles bewegt wird, da bei Abweichung derAchsenrichtunga des Reflexionskörpers aus der Hauptstrahlrichtung S eine horizontale Kraftkomponente K entsteht, die den Reflexionskörper in die Mitte des Schalistrahles zurückzuführen sucht. Außerdem wird durch die kegelförmige Ausbildung der Reflexionsfläche in an sich bekannter Weise die Ausbildung von stehenden Wellen vermieden. The reflection body I, which is designed as a floating body, has in both versions a hollow cone-shaped reflective surface. This achieves that it moves automatically to the center of the sound beam due to the radiation pressure becomes, because if the axis direction a of the reflection body deviates from the main beam direction S a horizontal force component K arises, which the reflection body in the middle of the scarf beam seeks back. In addition, the conical design the reflection surface in a known manner the formation of standing waves avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Apparatus for measuring sound radiation pressure in liquids with one that can be introduced into the liquid in the direction of the jet deflectable from the rest position and arranged to be movable transversely to the beam direction Reflection body, the reflection surface of which is inclined against the direction of the beam has, in particular with one designed as a floating body according to the hydrometer type Reflective body, characterized in that the inclination of the parts of the reflective surface against the beam direction is such that the occurring at them transversely to the beam direction Acting components of the radiation pressure - if the reflection body deviates from the center of the beam result in a resulting transverse force which fiexionskörper the Re returns to the center of the beam and seeks to hold onto it.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Reflection surface- (II) on the side facing the sound generator in the shape of a hollow cone is trained.

3. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that- the space enclosed by the reflecting surface - (i 1) with sound-absorbing Substance is filled out.

Printed publications: Hindemann: Fundamentals and results of the Ultrasound research, Berlin 1939, p. 32; Bergmann: The Ultrasound, 3rd Edition, 1942, p. 81; German patent specifications No. I39230, 7I2760, 892516.