RU197483U1 - Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах - Google Patents
Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах Download PDFInfo
- Publication number
- RU197483U1 RU197483U1 RU2019127426U RU2019127426U RU197483U1 RU 197483 U1 RU197483 U1 RU 197483U1 RU 2019127426 U RU2019127426 U RU 2019127426U RU 2019127426 U RU2019127426 U RU 2019127426U RU 197483 U1 RU197483 U1 RU 197483U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shock
- sound
- speed
- indicator
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно датчикам измерения скорости звука, основанным на индикаторном методе измерения, и может быть использована для изучения ударно-волновых свойств веществ в широком диапазоне давлений и температур. Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах содержит полый, открытый с одного торца корпус, заполняемый индикаторной жидкостью, в глухом торце корпуса выполнено отверстие для установки оптического волокна. На глухом торце корпуса выполнен прилив с продольным сквозным отверстием, а оптическое волокно размещено изолированно. Технический результат заключается в повышении точности определения скорости звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала, а также возможность использования индикаторного метода совместно с другими методами регистрации параметров ударного сжатия. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно датчикам измерения скорости звука, основанным на индикаторном методе измерения, и может быть использована для изучения ударно-волновых свойств веществ в широком диапазоне давлений и температур.
Индикаторный метод измерения скорости звука в ударно-сжатых веществах основан на регистрации изменения интенсивности теплового излучения индикаторного вещества в результате нагружения вещества ударной волной и последующей разгрузкой. Среди имеющихся экспериментальных методов измерения скорости звука, индикаторный метод отличается крайне высокой чувствительностью, поскольку интенсивность теплового излучения пропорциональна четвертой степени приложенного давления.
В датчиках, основанных на индикаторном методе измерения, для регистрации затухания ударных волн используется индикаторное вещество, которое находится в контакте со свободной поверхностью образца и обеспечивает индикацию ударных волн и волн разрежения, распространяющихся в образце. Одними из главных требований, предъявляемых к индикатору, является прозрачность и хорошая излучающая способность. Также немаловажным является создание «идеальной» границы раздела между образцом и индикатором. При наличии воздушных и иных включений между образцом и индикатором, на регистрируемом сигнале могут отразиться помехи, обусловленные отражением волн. Такие помехи усложняют обработку сигнала и в значительной степени снижают качество измерений.
Особенностью индикаторного метода является использование образцов с переменным сечением (свободная поверхность образца выполняется ступенчатой). Использование твердых индикаторных веществ в этом случае предполагает прецизионную точность изготовления детали из индикаторного вещества, зеркально отображающую форму образца из исследуемого материала. Задача по измерению скорости звука с требуемой точностью на порядок усложняется, так как в реальных условиях изготовить такую деталь практически невозможно.
Однако на данный момент известны технические решения, реализованные в конструкциях датчиков для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах, позволяющие решить данную задачу.
Известен датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах, описанный в монографии «Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках» [М.В. Жерноклетов, монография «Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках», стр. 171-175, «Индикаторный метод измерения скорости звука», Саров, 2003 г.]. Датчик содержит полый, открытый с одного торца корпус, заполняемый индикаторной жидкостью; в глухом торце корпуса выполнено отверстие для установки оптического волокна.
Открытый торец корпуса выполнен в размере, обеспечивающем охват всех ступеней со стороны свободной поверхности исследуемого образца, а отверстия с установленными в них оптическими волокнами выполнены напротив каждой из ступеней. Таким образом, при определении скорости звука в ударно-сжатом образце индикаторная жидкость обеспечивает индикацию ударных волн, возникающих в образце, а оптические волокна, установленные напротив каждой из ступеней, обеспечивают их регистрацию.
Достоинством известного датчика для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах является использование в качестве индикатора жидкости, что обеспечивает создание «идеальной» границы раздела между индикатором и образцом.
Недостатком этого датчика является наличие погрешности измерения, обусловленной конструкцией корпуса, внутренний объем которого охватывает все ступени свободной поверхности образца и создает единый объем, заполняемый индикаторной жидкостью. Ударная волна в первую очередь проходит через ступень образца, имеющую наименьшее сечение, в результате чего индикаторная жидкость начинает излучать тепловую энергию в общем объеме полости корпуса, тем самым создавая погрешность индикации в области ступеней образца, имеющих большее сечение. Таким образом, наличие в конструкции датчика полого корпуса, заполненного индикаторной жидкостью, и охватывающего все ступени со стороны свободной поверхности исследуемого образца, негативно сказывается на точности определения скорости звука в ударно-сжатом образце.
Данный оптический индикатор принимается за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемой полезной модели.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание датчика, обеспечивающего возможность определения скорости звука в ударно-сжатом образце с высокой точностью.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении точности определения скорости звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала, а также возможность использования индикаторного метода совместно с другими методами регистрации параметров ударного сжатия.
Указанный технический результат достигается тем, что малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах содержит полый, открытый с одного торца корпус, заполняемый индикаторной жидкостью, в глухом торце корпуса выполнено отверстие для установки оптического волокна, согласно полезной модели, на глухом торце корпуса выполнен прилив с продольным сквозным отверстием, а оптическое волокно размещено изолированно.
Для заполнения полого корпуса индикаторной жидкостью используется прилив с продольным сквозным отверстием, который выполнен на глухом торце корпуса. В процессе заполнения корпуса индикаторной жидкостью вероятно образование пузырьков воздуха, которые могут оказаться в области регистрации и внести погрешность в результат определения скорости звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала.
Выполнение прилива с продольным сквозным отверстием на глухом торце корпуса обеспечивает отвод пузырьков воздуха, которые могут образоваться (остаться) в корпусе при заполнении индикаторной жидкостью, в область, находящуюся заведомо выше области регистрации полезного сигнала, тем самым, исключая возникновение погрешности определения скорости звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала. После заполнения корпуса жидкостью прилив плотно закрывается крышкой или пробкой.
Размещение оптического волокна изолированно в отдельном корпусе, устанавливаемом на каждой ступени образца, позволяет регистрировать тепловое излучение индикаторной жидкости только в том корпусе, в котором оно установлено, и в отношении только той ступени, на которой установлен данный корпус. Таким образом, исключается взаимовлияние индикации на смежных ступенях образца, и повышается точность определения скорости звука. Кроме того, установка корпуса на ступени образца осуществляется таким образом, что часть поверхности ступени образца остается свободной и может быть использована для установки дополнительных датчиков, обеспечивающих совместное применение нескольких методик регистрации параметров ударного сжатия образца.
Наличие в заявляемой полезной модели признаков, отличающих ее от прототипа, позволяет считать ее соответствующей условию «новизна».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на фиг. 1 представлен продольный разрез малогабаритного пьезооптического датчика.
Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах (фиг. 1) содержит полый, открытый с одного торца корпус 1, заполняемый индикаторной жидкостью. В глухом торце корпуса 1 выполнено отверстие для установки оптического волокна 4, а также, прилив 2 с продольным сквозным отверстием 3, причем оптическое волокно размещено изолированно в корпусе. Работает датчик следующим образом:
На свободную поверхность каждой ступени исследуемого образца устанавливают корпус 1 датчика открытым торцом и закрепляют его при помощи клея или прижима. В центральном сквозном отверстии 4 корпуса 1 фиксируют оптическое волокно. Внутреннюю полость через отверстие 3 корпуса 1 заполняют индикаторной жидкостью (например: хлороформ, бромоформ и т.п.). Через сквозное отверстие 3 в глухом торце корпуса 1 выводят воздух, после чего прилив 2 плотно закрывают крышкой или пробкой.
Образец нагружают с помощью метаемого ударника, создавая в нем ударную волну, передающуюся через свободную поверхность в индикаторную жидкость, вызывая ее свечение, которое передается по оптическому волокну в оптоэлектронный преобразователь, а с преобразователя в регистрирующую аппаратуру.
По результатам обработки полученных сигналов определяют скорость звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, относится к измерительной технике, а именно к датчикам измерения скорости звука, основанным на индикаторном методе измерения, и может быть использована для изучения ударно-волновых свойств веществ в широком диапазоне давлений и температур;
для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления;
средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить создание малогабаритного пьезооптического датчика позволяющего повысить точность определения скорости звука в ударно-сжатом образце исследуемого материала, а также дать возможность использования индикаторного метода совместно с другими методами регистрации параметров ударного сжатия.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах, содержащий полый, открытый с одного торца корпус, заполняемый индикаторной жидкостью, в глухом торце корпуса выполнено отверстие для установки оптического волокна, отличающийся тем, что на глухом торце корпуса выполнен прилив с продольным сквозным отверстием, а оптическое волокно размещено изолированно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127426U RU197483U1 (ru) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127426U RU197483U1 (ru) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU197483U1 true RU197483U1 (ru) | 2020-04-30 |
Family
ID=70553187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127426U RU197483U1 (ru) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU197483U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6412355B1 (en) * | 1999-05-20 | 2002-07-02 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Coriolis-type flow meter and method for measuring the mass flow rate of a gaseous or vaporous fluid |
RU2250438C9 (ru) * | 1998-06-26 | 2005-08-27 | Сидрэ Копэрейшн | Устройство измерения параметров текучих сред в трубе и способ его осуществления |
RU2382989C9 (ru) * | 2003-07-15 | 2010-05-10 | Экспроу Митерс, Инк. | Устройство измерения параметров потока |
RU2593620C2 (ru) * | 2011-06-06 | 2016-08-10 | Силикса Лтд | Способ и система для определения положения источника звука |
-
2019
- 2019-08-29 RU RU2019127426U patent/RU197483U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2250438C9 (ru) * | 1998-06-26 | 2005-08-27 | Сидрэ Копэрейшн | Устройство измерения параметров текучих сред в трубе и способ его осуществления |
US6412355B1 (en) * | 1999-05-20 | 2002-07-02 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Coriolis-type flow meter and method for measuring the mass flow rate of a gaseous or vaporous fluid |
RU2382989C9 (ru) * | 2003-07-15 | 2010-05-10 | Экспроу Митерс, Инк. | Устройство измерения параметров потока |
RU2593620C2 (ru) * | 2011-06-06 | 2016-08-10 | Силикса Лтд | Способ и система для определения положения источника звука |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6112599A (en) | Method and apparatus for measuring a cement sample using a single transducer assembly | |
CA2589879C (fr) | Systeme de detection, de quantification et/ou de localisation d'eau dans des structures sandwich d'aeronef et procedes de mise en oeuvre de ce systeme | |
FR2617966A1 (fr) | Procede de controle d'un niveau de liquide et reservoir comprenant un appareil de controle de niveau | |
US6330827B1 (en) | Resonant nonlinear ultrasound spectroscopy | |
US11680857B2 (en) | Ultrasonic test device and test method for service stress of a moving mechanical component | |
EP0406081A1 (fr) | Dispositif perfectionné pour effectuer des essais sous contraintes sur des échantillons de roche et autres matériaux | |
EP3532833B1 (en) | Acoustic emission sensors with integral acoustic generators | |
US4838070A (en) | Method and apparatus for dry testing water-immersible acoustic transducers | |
JP4332531B2 (ja) | 膜厚較正曲線の取得方法 | |
RU197483U1 (ru) | Малогабаритный пьезооптический датчик для определения скорости звука в ударно-сжатых веществах | |
US4403508A (en) | Locating interfaces in vertically-layered materials and determining concentrations in mixed materials utilizing acoustic impedance measurements | |
KR20010038725A (ko) | 콘크리트 구조물의 비파괴검사 방법 | |
KR20100045283A (ko) | 숏크리트 접착상태 평가 방법 | |
CN115266947B (zh) | 一种聚乙烯燃气管道超声纵向导波激励装置及检测方法 | |
FI102214B (fi) | Ultraäänitiheysmittari juoksevan aineen ominaistiheyden mittausta vart en | |
CN105021342A (zh) | 基于多个转换波形信息融合的超声波非介入式压力检测方法 | |
CN111189525B (zh) | 一种水下爆炸声源声功率测量装置 | |
KR100270724B1 (ko) | 음향 에너지 주파수 감쇠를 이용하여 파손된 핵연료봉을 탐지하기 위한 방법 및 장치 | |
CN208721244U (zh) | 一种光纤水听器探头封装结构 | |
Ushakov et al. | Detection and measurement of surface cracks by the ultrasonic method for evaluating fatigue failure of metals | |
US5790617A (en) | Method and apparatus for detection of failed fuel rods by use of acoustic energy frequency attenuation | |
CN100541170C (zh) | 海洋声学浊度传感器 | |
Nagy | 5. Acoustics and Ultrasonics | |
US4249421A (en) | Method to determine the shear absorption of a rubberlike material | |
CN113984180B (zh) | 基于紫外胶区刻写光栅的超声传感器 |