SU1196754A1 - Устройство дл измерени коэффициента отражени образцов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА -ОТРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ , содержащее генератор радиоимпульсов с измен емой частотой, подключенный к нему акустический излучатель , гидроакустическую трубу, один торец которой сопр жен с акустическим излучателем, а другой предназначен дл  контактировани  с образцом, установленный в гидроакустической трубе акустический приемник и блок регистрации, отличающеес  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона и повьш1ени  точности измерени , блок регистрации вьтолнен в виде п фильтров гармоник, входы которых подключены к акустическому приемнику , п измерителей амплитуды и (п-1) электрических цепей, состо щих из последовательно соединенных умножител  частоты, фазометра и индикатора, входы умножителей частоты подключены соответственно к выходам первых (п-1) фильтров гар3 моник и измерителей амплитуды, а вторые входы фазометров подключены соответственно к выходам фильтров последукнцих гармоник. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что гидроакустическа  труба заполнена средой с большим коэффициентом нелинейноссо ти в зоне акустического излучател . О5 сл 4;

Description

« Изобретение относитс  к способам и устройствам исследовани  акустических характеристик материалов и предназначено дл  определени  комплексных коэффициентов отражени  акустических сигналов от поверхности материалов, помещенных в различные среды (газы, жидкости и т.д.). Цель изобретени  - расширение частотного диапазона и повышение точности измерени . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 эпюры напр жений в различных точках устройства; на фиг. 3 - график изменени  частот гармоник сигнала. Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов с измен емой частотой, соединенный с акустическим излучателем 2j. наход щимс  в акустическом контакте со ср дой 3, заключенной в гидроакустическую трубу А, на другом конце ко торой перпендикул рно оси трубы расположена плоска  поверхность исследуемого образца 5. Между преобразователем 2 и образцом 5 на оси трубы 4 расположе« акустический приемник 6, соединенный через п фильтров 7-10 с измерител ми 11-14 амплитуд. Кроме того, самый высоко частотный фильтр 10 соединен с входом фазометра 15, выход самого низкочастотного фильтра 7 соединен через умножитель 16 частоты с входом фазометра 17, а каждый из выходов остальных фильтров 8 и 9 соединен с вторыми входами фазомет ров 17 и 18 той же частоты и через умножители 19 и 20 частоты- с входами последующих гармоник фазометров 18 и 15.. Выходы фазометров 17, 18 и 15 соединены с индикаторами 21-23. Генератор 1 вьфабатывает радиоимпульс и , поступающий на акустический преобразователь 2, излучающий в среду 3 акустический сигнал Uj. При распространении этого сигна ла в среде 3, обладающей нелинейностью , происходит искажение формы сигнала и его постепенное превращение в пилообразный, т.е. образовани высших гармоник сигнала. При этом, если уровень излучаемого сигнала Uj (перва  гармоника) прин ть за единицу, то амплитуды второй, треть ей и т.д. гармоник могут достигать значений 1/2, 1/3 и т.д. 4 Пр ма  акустическа  волна Uj, пройд  рассто ние L,-принимаетс  акустическим приемником 6, достигает поверхности исследуемого образца 5, отражаетс  от него, и отраженна  волна и также принимаетс  акустическим приемником 6. Длительность радиоимпульса U выбирают такой, чтобы в нем помещалось не менее шести-дес ти полных высокочастотных колебаний наинизшей частоты, частоту радиоимпульса измен ют от наинизшей f..., на котоП рой необходимо производить измерени  до частоты 2f j , Период повторени  радиоимпульсов выбирают таким, чтобы за врем  паузы полностью успевали затухнуть все реверберационные процессы в акустической fpy6e. Рассто ние Y выбирают таким, чтобы не перекрывались сигналы U и U, и дл  рассто ни  L должно выполн тьс  условие , чтобы основной процесс образовани  гармоник- сигнала U-., происходил на участке L. Дл  этого также в качестве среды на участке может быть установлено вещество с большим коэффициентом нелинейности (вода, насьпценна  газовыми . пузырьками, и т.д.)-, на участке Y - с меньшим. Отношение L/Y берут не менее 5-6. I Сигналы V, и U, снимаемые с акустического приемника 6, поступают на п фильтров 7-10, настроенных на первую, вторую и т.д. гармоники сигнала U. На вьжодах фильтров выделаютс  сигналы Uj, U, U , U, соответствующие n гармоникам сигна- . лов Uj и Ui. Амплитуды этих гармоник определ ют с помощью измерителей 11-14 амплитуд, в качестве которых могут использоватьс  осциллографические индикаторы, импульсные милливольтметры, в которых предусмотрена временна  селекци  сигналов, и т.д. Кроме того, сигналы 1)5 , Uj , U-, поступают на умножители 16, .19 и 20 частоты с коэффициентами умножени  К.,, К, K.j, выбираемыми такими, чтобы после умножени  частота сигнала Ug была равна частоте сигнала Ug, сигнал - частоте сигнала U.,, ( Сигналы с одинаковыми частотами поступают на входы (pi-1) фазомет3 ров 17, 18 и 15, с выходов которых напр жени  Ц,, пропорционал ные разности фаз измер емых сигналов , подаютс  на индикаторы 21-23 , измер ющие отдельно амплитуды сигналов Цг и и,,, характеризующих разность фаз между сигналами U.. , и. , соответствующими пр мой акустической волне, и Uj.5 i- соответствующими отраженной акустичес кой волне. 54 В предлагаемом устройстве излучающий тракт может иметь полосу пропускани  не более декады (т.е. отношение 2), а измерение можно проводить в более пгарокой , например при использовании дополнительно трех гармоник излучаемого сигнала - второй, четвертой и восьмой, полоса измерени  охватывает четьфе октавы (т.е. или расшир етс  в 8 раз).

(Pt/t.f

1 г 3 5 6 7 8 9 74 75 /5 Частота г армоник, отн. eff

Фиг5

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ- . НИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, содержащее генератор радиоимпульсов с изменяемой частотой, подключенный к нему акустический излучатель, гидроакустическую трубу, один торец которой сопряжен с акустическим излучателем, а другой предназначен для контактирования с образцом, установленный в гидроакустической трубе акустический прием ник и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, блок регистрации выполнен в виде и фильтров гармоник, входы которых подключены к акустическому приемнику, η измерителей амплитуды и (п-1) электрических цепей, состоящих из последовательно соединенных умножителя частоты, фазометра и индикатора, входы умножителей частоты подключены соответственно к выходам первых (п-1) фильтров гармоник и измерителей амплитуды, а вторые входы фазометров подключены соответственно к выходам фильтров последующих гармоник.

2. Устройство по π. 1, о т л и чающееся тем, что гидроакустическая труба заполнена средой с большим коэффициентом нелинейное-_ ти в зоне акустического излучателя. .

а

HJZ96II

1 1196;