SU1504604A1 - Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium - Google Patents

Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium Download PDF

Info

Publication number
SU1504604A1
SU1504604A1 SU884361433A SU4361433A SU1504604A1 SU 1504604 A1 SU1504604 A1 SU 1504604A1 SU 884361433 A SU884361433 A SU 884361433A SU 4361433 A SU4361433 A SU 4361433A SU 1504604 A1 SU1504604 A1 SU 1504604A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
medium
wave
frequency
acoustic
plane
Prior art date
Application number
SU884361433A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вениамин Евгеньевич Назаров
Александр Маркович Сутин
Павел Константинович Чичагов
Original Assignee
Институт прикладной физики АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной физики АН СССР filed Critical Институт прикладной физики АН СССР
Priority to SU884361433A priority Critical patent/SU1504604A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1504604A1 publication Critical patent/SU1504604A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02491—Materials with nonlinear acoustic properties

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано дл  исследовани  физико-механических свойств материалов по нелинейному акустическому параметру среды. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Исследуемую среду в виде плоскопараллельного сло  толщиной D=Nλ0/2, где λ0 - длина волны частоты FThe invention relates to an ultrasonic measuring technique and can be used to study the physicomechanical properties of materials using a nonlinear acoustic parameter of the medium. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. Investigated medium in the form of a plane-parallel layer of thickness D = Nλ 0/2, where λ 0 - wavelength frequency F

N=1,2,3..., помещают в жидкую дополнительную среду. Возбуждают плоскую акустическую волну с частотой F в исследуемой среде через дополнительную среду перпендикул рно слою, измер ют давление PF в этой волне, принимают акустическую волну, генерируемую исследуемой средой под действием возбуждаемой волны, с частотой 2F в направлении, противоположном направлению возбуждени , а нелинейный параметр среды определ ют по предлагаемой формуле с учетом измеренных давлений. 1 ил.N = 1,2,3 ..., placed in an additional liquid medium. A plane acoustic wave with a frequency F in the test medium is excited through an additional medium perpendicular to the layer, the pressure P F is measured in this wave, the acoustic wave generated by the test medium under the action of the excited wave with a frequency 2F in the direction opposite to the direction of the excitation is received, and the nonlinear the medium parameter is determined by the proposed formula taking into account the measured pressures. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано дл  исследовани  физико-механических свойств материалов по нелинейному акустическому параметру среды.The invention relates to an ultrasonic measuring technique and can be used to study the physicomechanical properties of materials using a nonlinear acoustic parameter of the medium.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  реализации способа.The drawing shows the block diagram of the device for implementing the method.

Исследуема  среда 1, представл юща  собой плоскопараллельный слой, помещена в дополнительную жидкую среду 2. Дополнительна  среда 2 помещена в изйерительиую ванну 3. Дл  облучени  исследуемой среды 1 предназначен излучатель 4, который электрически св зан с последовательно соединенными генератором 5 и модул тором 6, предназначенным дл  формировани  ультразвуковых радиоимпульсов. В конкретном варианте исполнени  в качестве генератора 5 использован генератор Г4-65А, а в качестве модул тора 6 - транзисторный ключ. Длительность ультразвуковых радиоимпульсов выбирают так, чтобы обеспечивалось временное разделение сигнала на частоте 2f, генерируемого слоем исследуемой среды 1, и паразитного сигнала второй гармоники, излучаемого излучателем 4. В примере конкретной реализации способа длительность t импульса выбрана равной 20 мкс.The test medium 1, which is a plane-parallel layer, is placed in an additional liquid medium 2. Additional medium 2 is placed in a radiator bath 3. To irradiate the medium under study 1, a radiator 4 is designed, which is electrically connected to the series-connected generator 5 and modulator 6 designed for forming ultrasonic radio pulses. In a particular embodiment, a generator G4-65A is used as the generator 5, and a transistor switch as the modulator 6. The duration of the ultrasonic radio pulses is chosen so that the temporal separation of the signal at a frequency of 2f generated by the layer of the medium under study 1 and the parasitic signal of the second harmonic emitted by the radiator 4 is ensured. In the example of a specific implementation of the method, the pulse duration t is 20 μs.

О1O1

оabout

.4.four

3150431504

Между средой 1 и излучателем 4 в дополнительной среде 2 установлен приемник 7 генерируемой слоем волны На частоте 2f. В качестве приемни- ка 7 в конкретном варианте использован предварительно проградуировакный пьезокерамический гидрофон. Дл  обес- печени  минимума искажений, вносимых приемником 7 в поле излучаемой плос- кой волны, диаметр а гидрофона выбирают в соответствии с соотношением а (О,1-0,2)D. В конкретном варианте исполнени  I-IM. Рассто ние 1 между исследуемой средой 1 и приемни- ком 7 выбирают в соответствии с условием 1 а2/ Д. Это необходимо дл  устранени  вли ни  акустической тени, отбрасываемой приемником и арматурой его креплени  на слой исследуемой среды 1, В конкретном варианте исполнени  рассто ние между гидрофоном и стекл нной пластиной мм. Приемник 7 подключен к измерительному прибору 8, имеющем возможность селек- ции прин тых сигналов по .частоте и времени. В конкретном варианте исполнени  использован спектр-анализатор СК4-59 в режиме селективного приема.Between the medium 1 and the emitter 4 in the additional medium 2 is installed the receiver 7 generated by the layer of the wave At a frequency of 2f. As a receiver 7, in a specific variant, a pre-programmed piezoceramic hydrophone was used. To ensure a minimum of distortions introduced by the receiver 7 in the field of the radiated plane wave, the diameter and hydrophone is chosen in accordance with the ratio a (O, 1-0.2) D. In a specific embodiment, I-IM. The distance 1 between the test medium 1 and the receiver 7 is chosen in accordance with condition 1 a2 / D. This is necessary to eliminate the influence of the acoustic shade cast by the receiver and its fixation on the layer of the test medium 1. In a specific embodiment, the distance between hydrophone and glass plate mm. The receiver 7 is connected to the measuring device 8, which has the ability to select the received signals according to frequency and time. In a specific embodiment, the CK4-59 spectrum analyzer is used in the selective reception mode.

Способ измерени  линейного акусти- ческого параметра среды осуществл етс  следующим образом.The method of measuring the linear acoustic parameter of the medium is carried out as follows.

Исследуемую среду 1 в виде плоскопараллельной стекл нной пластинки помещают в измерительную ванну 3, заполненную водой,  вл ющейс  дополнительной средой 2, Через нее с помощью излучател  4 в импульсном режиме облучают исследуемую пластинку плоской волной, направленной нормально к пластинке. Измер ют давление Р, в возбуждаемой плоской акустической волне с частотой f. Прием акустической волны, генерируемой исследуемой средой под действием возбуждаемой волны, с частотой 2f производ т приемником 7, установленным в среде 2 в области, расположенной между излучателем 4 и исследуемой средой. Амплитуда давлени  Р. второй гармоники измер етс  с помоДью измерительного прибора 8. Нелинейный параметр среды определ етс  по формулеThe test medium 1 in the form of a plane-parallel glass plate is placed in a measuring bath 3 filled with water, which is an additional medium 2. Through it, using the radiator 4, in a pulsed mode, the test plate is irradiated with a plane wave directed normally to the plate. The pressure P is measured in an excited flat acoustic wave with a frequency f. The reception of the acoustic wave generated by the medium under investigation under the action of an excited wave, with a frequency of 2f, is produced by a receiver 7 installed in medium 2 in the region located between radiator 4 and the medium under study. The pressure amplitude P. of the second harmonic is measured with the aid of a measuring device 8. The nonlinear parameter of the medium is determined by the formula

F(.EliIF (.EliI

Цс,-сЬ|1,. CS, -СЬ | 1 ,.

где pojCgjOsC - плотность и скорость звука дл  ис следуе- мой и дополнительной сред.where pojCgjOsC is the density and speed of sound for the studied and additional media.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ измерени  нелинейного акустического параметра среды, заключающийс  в томJчто в исследуемой среде возбуждают плоскую акустическую волну с частотой f, измер ют акустическое давление Р, в этой волне, принимают акустическую волну с частотой 2f, генерируемую исследуемой средой под действием возбуждаемой волны, измер ют акустическое давление Р. в генерируемой волне и определ ют нелинейный параметр среды с учетом измеренных давлений Р, и Р , отличающийс  тем, что , с целью повышени  точности измерени , формируют исследуемую среду в виде плоскопараллельного сло  толщиной ( Txa - длина волны частоты f; (,2, 3. . .) , помещают ее в дополнительную жидкую среду, возбуждение плоской акустической волны в исследуемой сре де осуществл ют через дополнительную среду перпендикул рно к слою исследуемой среды, осуществл ют прием генрируемой волны, распростран ющейс  в направлении, противоположном направлению возбужд,ени , а нелинейный параметр соеды определ ют по A method of measuring a nonlinear acoustic parameter of the medium, which consists of exciting a plane acoustic wave with a frequency f in the medium under study, measuring the acoustic pressure P, in this wave, receiving an acoustic wave with a frequency of 2f generated by the medium under study under the action of the excited wave, measuring the acoustic pressure R. in the generated wave and determine the nonlinear parameter of the medium, taking into account the measured pressures P, and P, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the test medium is formed in In the case of a plane-parallel layer of thickness (Txa is the wavelength of the frequency f; (, 2, 3. ...), it is placed in an additional liquid medium, the excitation of a plane acoustic wave in the medium under study is carried out through the additional medium perpendicular to the layer of the medium under study the reception of the generated wave propagating in the direction opposite to the direction of the excitation, is, and the nonlinear parameter of the cone is determined by с .with . - 1 г п -I  - 1 g p -I 2 2 J МJ M I . П р, сI. P p with .(%CO)2lp2. (% CO) 2lp2 PCPC где pojCg5p,c - плотность и скорость звука соответственно в исследуемой и дополнительной средах.where pojCg5p, c is the density and speed of sound, respectively, in the studied and additional media. -J-J / // /
SU884361433A 1988-01-11 1988-01-11 Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium SU1504604A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884361433A SU1504604A1 (en) 1988-01-11 1988-01-11 Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884361433A SU1504604A1 (en) 1988-01-11 1988-01-11 Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1504604A1 true SU1504604A1 (en) 1989-08-30

Family

ID=21348819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884361433A SU1504604A1 (en) 1988-01-11 1988-01-11 Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1504604A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532143C1 (en) * 2013-07-03 2014-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Method of determination of nonlinear ultrasonic parameter of liquids and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1233032, кл. G 01 Ы 29/00, 1986. Авторское свидетельство СССР № 1236363, кл. G 01 N 29/00, 1986. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532143C1 (en) * 2013-07-03 2014-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Method of determination of nonlinear ultrasonic parameter of liquids and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20010018848A1 (en) Multi-band transducer for photoacoustic detection
SU1504604A1 (en) Method of measuring nonlinear acoustic parameter of medium
Pace et al. Short pulse acoustic excitation of microbubbles
US3861200A (en) Method and instrument for analysing materials by ultrasonic pulses
US3756070A (en) Ultrasonic inspection device
US3754435A (en) Material tester
Baboux et al. Interferometric measurements of transient ultrasonic fields. application to hydrophone calibration
SU1449877A1 (en) Method of quantitative analysis of humain substances in water
SU1702290A1 (en) Acoustic device for determining gas content in gas-fluid media
SU548801A1 (en) Ultrasonic control method for polarization of a piezoelectric
SU1709207A1 (en) Device for determination of gas-liquid media
SU1364973A1 (en) Device for determining density of liquids
RU2078339C1 (en) Pulse impedance method of flaw detection in objects
SU442417A1 (en) Low Frequency Ultrasonic Transducer
Humphrey The influence of the plane wave spectrum of a source on measurements of the transmission coefficient of a panel
Djelouah et al. Pulsed calibration technique of miniature ultrasonic receivers using a wideband laser interferometer
SU440598A1 (en) Ultrasound attenuation measurement method
SU1280520A1 (en) Method of determining propagation velocity of ultrasonic vibrations
SU1657954A1 (en) Method of determination of physico-mechanical characteristics of thin films
SU1516952A1 (en) Visualizer of ultrasonic field in flat and parallel articles
SU879448A1 (en) Article quality control method
SU1627972A1 (en) Method for determining q of single-crystals
SU1663529A1 (en) Device for determining free gas in fluid
Cracknell et al. Applications of ultrasonics
SU792132A1 (en) Method of determination of free gas concentration in liquid