SU1233032A1 - Способ измерени параметра нелинейности среды - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметра нелинейности среды. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение процесса измерений. В способе устанавливают первый и второй высокочастотные преобразователи на рассто нии , равном между собой не менее двух длин волн, излучаемых низкочастотным преобразователем, установленным под углом к направлению излучени  высокочастотного сигнала. Излучают высокочастотный сигнал первым преобразователем и измер ют макси- мальньш фазовый сдвиг между излученным и прин тым сигналами первым и соответственно вторым преобразовател ми . Излучают высокочастотный сигнал вторым преобразователем и измер ют максимальный фазовый сдвиг между излученным и прин тым сигналами вторым и первым высокочастотным преобразовател ми , И по измеренным значени м максимальных фазовых сдвигов, с учетом угла между излученным низкочастотным и высокочастотньм сигналами и рассто ни  между высокочастотными преобразовател ми определ ют искомый параметр. 1 ил с S (Л оэ оо со ю

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметра нели

о неиности средЫо

Целью изобретени   вл етс  повы шение точности и упрощени  процесса измерений путем исключени  измерепи  плотности скорости звука и абсолютного значени  давлени  низкочастотного сигнала.

На чертеже изображено устройствоs реализующее способ измерени  параметра нелинейности средые

Устройство, реализующее способ измерени  параметра нелинейности среды , содержит первый 1 н второй 2 высокочастотные преобразователи, низкочастотный преобразователь 3, и генератор 4 высокочастотных волн, первый 5 и второй 6 синхронные ключи, входы которых соединены с выходом генератора 4 высокочастотны : волн, последовательно соединенные усилитель 7, Фазовый детектор 8, низкочастотный усилитель 9 и индикатор 10,

Устройство, реализующее способ измерени  параметра нелинейности среды , работает следующим образом.

Первый 1 и второй 2 высокочастотные преобразователи располагают меж- 1У собой на рассто нии мен ее двух длин волн (2 f) , Излучают низкочастотным преобразователем 3 низкочастотный сигнал. Возбуждают генератор 4 высокочастотных волн, который подает сигнал на первый высокочастотный преобразователь 1, Высокочастотна  волна, излученна  в среду, нелк- ней о взаимодействует с низкочастотной волно11, излученной низкочастотны преобразователем 3, в результате происходит фазова  модул дн  высокочастотной волны низкочастотной. Принимают вторым высокочастотным преобразователем 2 этот модулированный по фазе сигнал. Измер ют величину максимального переменного во времени фазового сдвига между излученным н прин тым высокочастотными сигналами первым и соответственно вторым высокочастотными преобразовател ми 1 и 2, дл  чего прин тый сигнал после усилени  детектируетс  фазовым детектором 8, Вьщеленньй в детекторе 8 максимальный фазовый сдвиг ДЧ после низкочастотного усилител  9 поступает на индикатор 10.

Излучают в исследуемую среду высокочастотный сигнал (вторьм) преобра9

зователем /, дл  чего переключают вход преобразовател  2 к выходу генератора 4 высокочастотньк волн при помоши ключа 5,.

Принима  первым преобразователем 1 высокочастотный сигнал, модулированный по фазе низкочастотным сигналом , дл  чего одновременно с пред- шестзуюш.ей операцией переключают выход первого высокочастотного преобразовател  1 к выходу усилител  7 при ПОМОП1Д ключа 5,

Измер ют величину максимащ.ного переменкого во времени фазового сдвига мелоду сигналами на втором 2 и первом 1 врлсокочастотных преобразовател х , дл  чего выделенный в фазовом детекторе 8 фазовый сдвиг подают на индикатор 10,

Вычисл ют параметр нелин-ейности среды на основании следую 19-1х матема- тических сообралсений,, Приращение скорости точек профил  высокочастотной волны, обусловленные взаимодействиЕМ высокочастотной с низкочастотной, волнами, определ етс  выражением:

АС (f - 1 + С08в„)р (t)P С„,

где - параментр нелийности среды 0 угол меуЕсду направлени ми

распространени  низкочастот- його сигнала и высокочастотного сигнала, излученного первым высокочастотнььм преобразователем 1 р -- абсолютное значение давлени 

низкочастотного сигнала; P,Cj, - плотность и скоро сть звука

в кевозм ти.енной среде. Зна  приращение скорости, можно определить фазозьй сдвиг

(f + cosQg)

P r ,/ о 0

,. Р.

1, с

20S

(t иЪ

ffL

Sin IjTi

.n.L. (-1 -. cose)

(1)

где L

рассто ние между первьп 1 и вторым 2 высокочастотньЕми пр еобразовател ми; А длина волны низкочастотного

сигнала.

При проведении излучени  и приема высокочастотных колебарп-1й первым 1 и вторым 2 преобразовател ми геомет 3

рические успови  распространени  и взаимодействи  волн идентичны, измен етс  только на 180 направление распространени  высокочастотной волны.

Поэтому соотношение измеренных i максимальных фазовых сдвигов дЧ и US на основании вьфажени  (1) определ етс  формулой:

( - 1 + cosQJ ( - 1 - cosQJ

TTL

К,

sin(1 - соз9(Нсозф

где К

(1 + cos 9) d-cosQjl

, (2)

Из выражени  (2) путем прос-.тых математических преобразований получа етс  выражение дл  параметра f нелинейности среды

С :

д -(1 + cos6)J - K(1-cos0,)

л ч

- к

Claims (1)

1. Формула изо&ретени 

   Способ измерени  параметра нелинейности среды, заключающийс  в том, что под углом друг к другу излу чают низкочастотньй и высокочастотJ

   / НЧ-8ална

   АёУ

   Редактор Р.Цицика

   Составитель Г.Рыжакова

   Техред О.Гортвай Корректор Г.Решетник

   Заказ 2762/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   10

   330324

   сигналы соответственно низкочастотным и высокочастотным преобразовател ми , принимают высокочастотный сигнал вторым высокочастотным преоб- 5 разователем и измер ют переменный во времени фазовьп сдвиг между излученным и прин тьпч высокочастотными сигналами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  процесса измерений, устанавливают высокочастотные преобразователи между собой на рассто нии менее двух длин волн низкочастотного -сигнала, фиксируют максимальное значение фазового сдвига между излученным и прин тым сигналами первым и вторым соответственно высокочастотными преобразовател ми, дополнительно излучают высокочастотный снгнгш вторым высокочастотным преобразователем и фиксируют максимальное значение фазового сдвига между излученным и прин тым сигналами вторым и первым соответственно высокочастотными преобразовател ми и по фиксированным максимальным значени м фазовых сдвигов с учетом угла между излученными низкочастотными и высокочастотными сигналами и рассто ни  между высокочастотными преобразовател ми определ ют искомый параметр.

   15

   0

   5

   0

   -Н 8

   -Ц 3

   W