Pierwszenstwo: Opublikowano: 19.1.1967 (P 118 566) 5:11.1970 58714 KI. 42 g, 1/01 :p o io i ¦ / o*k ^ y/c MKP UKD Twórca wynalazku: prof. inz. Wincenty Pajewski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki), Warszawa (Polska) Radiometr ultradzwiekowy Przedmiotem patentu jest radiometr ultra¬ dzwiekowy, sluzacy do bezwzglednego pomiaru na¬ tezenia slabych pól ultradzwiekowych wzglednie mocy promieniowania przetworników.Znane rozwiazania radiometrów zawieraja ukla¬ dy dzwigni i sprezyn, które sa polaczone z plytka ustawiona pod katem do kierunku promieniowania glowicy. Sila dzialajaca na plytke a wytworzona na skutek promieniowania jest równowazona na¬ ciagiem sprezyn.Uklad taki wymaga cechowania przed pomiarem.Uklad pomiarowy jest zanurzony w osrodku, co wplywa niekorzystnie na wskazania przyrzadu.Radiometry te sa mniej dokladne w zastosowaniu do precyzyjnych pomiarów natezenia stalych pól ultradzwiekowych, potrzebnych przy cechowaniu mikrofonów ultradzwiekowych. Ponadto wspom¬ niane radiometry nie maja duzej czulosci, a proces pomiaru jest dlugotrwaly i wielkosc mierzona ule¬ ga zmianom podczas pomiaru. Mala czulosc jest wynikiem zastosowania ukladu dzwigni i lozysk zanurzonych w wodzie, co powoduje znaczne tar¬ cie.Celem wynalazku jest opracowanie radiometru do bezwzglednego pomiaru natezenia pola promie¬ niowania, który nie zawieralby omawianych wad znanych radiometrów, a ponadto zapewnial lat¬ wiejsza obsluge i eksploatacje i nadawal sie do po¬ miaru slabych pól.Istotna cecha radiometru wedlug wynalazku jest 10 15 20 25 30 to, ze plywak, na który pada wiazka promieniowa¬ nia, jest polaczony z ukladem mierzacym cisnienie promieniowania, którym jest waga skrecen, i tak jest ustawiony w stosunku do osi wiazki, ze wiaz¬ ka promieniowania z glowicy pada na plywak pod katem okolo 30° w stosunku do pionu. Glowica ultradzwiekowa jest czesciowo zanurzona w cieczy.Waga skrecen sluzy do pomiaru cisnienia promie¬ niowania wytworzonego przez strumien energii ultradzwiekowej.Radiometr wedlug wynalazku odznacza sie duza dokladnoscia i umozliwia pomiary mocy rzedu kil¬ ku miliwatów wskutek zastosowania czulej wagi skrecen polaczonej z plywakiem oraz eliminuje uklad dzwigni przenoszacych sile na uklad po¬ miarowy.Dzieki zastosowaniu wagi skrecen otrzymuje sie bezwzgledny pomiar sily dzialajacej na plywak, która pozwala okreslic srednie natezenie promie¬ niowania Isr w miejscu plywaka.Przyklad wykonania wynalazku jest przedsta¬ wiony na rysunku. W zbiorniku 1 napelnionym woda i wylozonym materialem 2 tlumiacym fale, zanurzone jest czolo glowicy 3 ultradzwiekowej.Wiazka fal 4 pada na plywak 5 z góry pod ka¬ tem okolo 30°, odbija sie od jego powierzchni i na¬ stepnie po wielokrotnym odbiciu od odpowiednio rozmieszczonych scianek wylozonych materialem 2 tlumiacym ulega calkowitemu zanikowi. Plywak 5 polaczony jest z precyzyjna waga skrecen 7, na 5871458714 której dokonuje sie odczytu cisnienia promienio¬ wania.Dzieki odpowiedniemu usytuowaniu plywaka 5 ulega zmniejszeniu skladowa styczna sily promie¬ niowania, która przy wiekszym natezeniu przesu¬ wa plywak w bok.Glównym zastosowaniem radiometru wedlug wynalazku jest wykorzystanie go do skalowania mikrofonów ultradzwiekowych. Do tego celu sto¬ suje sie wzorcowe zródla promieniowania (glo¬ wice) o dokladnie symetrycznej charakterystyce promieniowania.Po zamocowaniu glowicy 3 o okreslonej czesto¬ tliwosci, za pomoca badanego mikrofonu 6 mierzy sie rozklad natezenia promieniowania ultradzwie¬ kowego w wiazce wychodzacej z glowicy. Przesu¬ wajac mikrofon prostopadle do kierunku wiazki, rejestruje sie napiecie V, powstajace na mikrofo¬ nie 6 w funkcji polozenia mikrofonu od srodka wiazki. Przekrój wiazki wzorcowej jest kolem o promieniu r0.Natezenie promieniowania I(x) w wiazce jest proporcjonalne do kwadratu napiecia na mikrofo¬ nie 5. 20 25 Kx) = V2(x) " K2 Pc gdzie: K2 — kwadrat skutecznosci mikrofonu Cc — impedancja akustyczna osrodka (wo¬ dy).Poniewaz srednie natezenie promieniowania wiazki Isr mozna zmierzyc za pomoca radiometru, zas moc promieniowania P oblicza sie ze wzoru P = isr . x r * Kwadrat skutecznosci ze wzoru: mikrofonu wyznacza sie K: 27T C ~P rQ 0 V2(x)dx PL