SU1511666A1 - Способ измерени удельного акустического сопротивлени среды - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам акустических измерений, в частности к средствам измерени  параметров сред. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измер емых параметров сред за счет учета интерференционных изменений выходного сигнала. Положительный эффект в способе достигаетс  за счет того, что он работоспособен как в случае малого, так и большого поглощени  сред без увеличени  количества операций измерений. В этом случае обычно вредные интерференционные изменени  используютс  как информативный параметр. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к -средствам .акустических измерений, в частности К средствам измерени  параметров сред.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых параметров среды aaj счет учета интерференционных изменений выходного сигнала.

На чертеже представлена схема устройства , реализующего предложенный способ. ;

Устройство состоит из генератора 1, подключенного одним выходом к пьезоизлучателю 2 и вычислителю 3, а вторым выходом - к индикатору 4, .пьезопреобразователь 2 закреплен на стенке измерительной камеры 5, с противоположной стороны которой размещен пьезоприемник 6, подсоединенный к усилителю-формирователю 7, выход которого подключен к входам вычислител  3 и индикатора 4.

Способ осуществл ют следующим об- , разом.

Включают генератор 1 и подают его напр жение на пьезоизлучатель 2. Ультразвуковые волны, возбуждаемые им,достигают пьезоприемника 6, распростран  сь в исследуемой среде, которой заполнена измерительна  камера 5. Выходное напр жение пьезоприемника 6 усиливаетс  и детектируетс  в усилителе-преобразователе 7 и поступает на вход Y индикатора 4. На вход JC его подключен сигнал, пропорциональный частоте ,с генератора 1 . В процессе измерени  измен ют напр жение генератора 1. Если поглощение в среде большое, отражени  отсутствуют, то в области резонансной частоты преобразователей огибающа  напр жени  имеет вид гладкой колоколообразной кривой, не имеющей локальных изменений, которую можно выразить формулой

СП

Од О

а

и

и.

15

(1 +

где Un - константа;

X - относительное .отклонение

частоты от резонансной частоты преобразовател ; р - число преобразователей, резонансные частоты которых наход тс  в рабочем диапазоне частот.

При этом, если частота одного из преобразователей, а другой - широкополосный или резонансна  частота его находитс  далеко за пределами рабочего диапазона частот, р 1. Если оба преобразовател  Идентичны и .резонансные частоты их наход тс  в рабочем диапазоне частот, р 2. Форма кривой объ сн етс  тем, что резонансна  характеристика простой колебательной системы, какой  вл етс  преобразователь, выражаетс  формулой

Uo

и

-Jl + Х2

а если преобразователей два - их характеристики перемножаютс .

Далее снимают р д значений выходного напр жени  пьезоприемника б и усилител -формировател  7 по показани м индикатора 4 на заданных частотах , значени  напр жени  и частот занос т в вычислитель 3, в котором заложен алгоритм аппроксимации по формуле, напри мер по минимуму сред- нег вадратического отклонени . Из аппроксимированной кривой определ ют ширину ее, а из ширины - удельное гзкустическое сопротивление р, среды

В том случае, когда интерференционные изменени  меньше заданного предела , но заметны, вли ние их исключаетс  тем, что частоты максимумов и частоты, на которых определ етс  напр жение, не св заны, а аппроксимирование об зательно включает и усреднение..

Если поглощение в среде невелико то отраженна  от пьезоприемника 6 волна имеет значительную величину.

16664

Теперь камера 5 со средой работает как камера интерферометра посто нной длины: на определенных частотах

камера резонирует, тогда выходное напр жение локальные максиму- Mbf, между ними имеют место локальные минимумы.

Если относительные изменени  от

10 локального минимума до максимума, т.е. изменени , вызванные интерференцией, превышают заданный предел, то генератор 1 настраивают на локальные максимумы , величину напр жени  и частоты

15 передают на вычислитель 3 и определ ют Р(, среды согласно описанному.

Положительный эффект способа вытекает из того, что он работоспособен как в случае малого поглощени , так и

20 большого, при этом оггерации сохран ютс  в обоих случа х одни и те же. Интерференци  в этом случае не  вл етс  вредной.

25 формула изобретени 

Способ измерени  удельного акустического сопротивлени  среды, заключающийс  в том, уто определ ют на

30 заданном уровне щирину и амплитуду резонансной характеристики сигнала, излучаемого пьезопреобразователем и прошедшего через исследуемую среду, и по измеренным параметрам суд т о

35 свойствах среды, отличающий- с   тем-, что, с целью расширени  диапазона измер емых параметров среды , определ ют величину ближайшего от частоты настройки пьезоизлучател  ло40 кального максимума амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала , сравнивают измеренное значение с заранее заданным пороговым значением , если измеренное значение мень ., ше порогового, то резонансную характеристику снимают дискретно на заданных частотах, если больше , то - на частотах локальных максимумов , аппроксимируют измеренные значени  кривой, по ширине которой

50

определ ют удельное акустическое со|противление .

н:

-

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ измерения удельного акустического сопротивления среды, заключающийся в том, уто определяют на заданном уровне щирину и амплитуду резонансной характеристики сигнала, излучаемого пьезопреобразователем и прошедшего через исследуемую среду, и по измеренным параметрам судят о свойствах среды,' отличающий с я тем·, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров среды, определяют величину ближайшего от частоты настройки пьезоизлучателя локального максимума амплитудно-частотной характеристики выходного сигнала, сравнивают измеренное значение с заранее заданным пороговым значением, если измеренное значение меньше порогового, то резонансную характеристику снимают дискретно на заданных частотах, если больше, то - на частотах локальных максимумов, аппроксимируют измеренные значения кривой, по ширине которой определяют удельное акустическое сопротивление.