SU1597716A1

SU1597716A1 - Устройство дл измерени акустического сопротивлени газообразных сред

Info

Publication number: SU1597716A1
Application number: SU884431996A
Authority: SU
Inventors: Петр Османович Липовко-Половинец
Original assignee: Ростовский государственный университет им.М.А.Суслова
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к средствам неразрушающего контрол с помощью ультразвуковых сигналов. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных газов за счет усилени реакции устройства на изменение измер емой величины. Работа устройства основана на отражении ультразвуковых сигналов от границы раздела двух сред, одной из которых вл етс исследуема газообразна среда, а другой эталонна среда с известным акустическим сопротивлением. На выходе устройства формируетс сигнал, уровень которого св зан с измер емым акустическим сопротивлением известной нелинейной зависимостью. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к средствам неразрушающего контрол с помощью ультразвуковых сигналов и может быть использовано дл измерени акустического сопротивлени газообразных сред.

Целью изобретени вл етс повышение чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных газов за счет усилени реакции устройства на изменение измер емой величины.

На чертеже приведена блок-схема устройства дл измерени акустического сопротивлени газообразных сред.

Устройство дл измерени акустического сопротивлени газообразных сред содержит первый 1 и второй 2 ультразвуковые преобразователи, предназначенные дл контактировани через эталонную среду 3 с исследуемым 4 и контрольным 5 газами соответственно. Устройство также содержит ультразвуковой генератор 6, выходы которого соответ-

ственно подключены к первому 1 и второму 2 ультразвуковым преобразовател м , и последовательно соединенные дифференциальный усилитель 7, делитель 8, блок 9 вычислени обратной величины, ан.алоговый инвертор 10 и блок 11 экспоненциального преобразовани . Первый вход дифференциального усилител 7 подключен к первому ультразвуковому преобразователю 1, а второй вход вместе с вторым входом делител 8 подключен к второму ультра- звуковому преобразователю 2. Выход блока 11 экспоненциального преобразовани вл етс , выходом устройства.

Дл обеспечени акустического контакта ультразвуковых преобразователей 1 и 2 с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами последними заполн ют резервуары, с которыми герме тично соединены идентичные твердые эталонные среды 3, например плавленый

СП СО -VI

Oi

кварц. В качестве контрольной среды может использоватьс люба газообраз- ма среда с известным акустическим сопротивлением либо вакуум. В процес- се измерений необходимо обеспечить неизменную величину акустического сопротивлени контрольной газообразной

среды 5.

Устройство работает следующим об- д

разом.

Ультразвуковой преобразователь 6 генерирует на своем первом и втором выходах электрически разв занные, одинаковые по амплитуде и частоте упъ- тразвуковые сигналы, которые преобразуютс первым 1 и вторым .2 ультразвуковыми преобразовател ми в акустические сигналы. Распростран сь в эталонной среде 3, акустические сигналы от- 20 ражаютс от границ контакта эталонной среды с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами, достигают первого 1 и второго 2 ультразвуковых преобразователей и преобразуютс ими 25 в электрические сигналы. При этом амплитуды АХ и АО сигналов, отраженных от границы контакта эталонной среды 3 с исследуемой 4 и контрольной 5 газообразными средами, прин тые соот- JQ ветственно первым 1 и вторым 2 ультразвуковыми преобразовател ми, опреде- л ютс различием в величинах акустического сопротивлени указанных сред. Электрические сигналы с выходов ульт- ,развуковых преобразователей поступают |на первый и второй входы дифференциаль-: ного усилител /, а сигналы с второго ультразвукового преобразовател 2 также поступают на второй вход делител дд 8, на выходе которого устанавливаетс напр жение, пропорциональное величине

N

АО - АХ А.

Величина N св зана с величинами Z X, Z и Z акустического сопротивлени исследуемой 4, контрольной 5 газообразной среды и эталонной среды 3 зависимостью .

9 V

ы - х N - , , . 2 jt

где .

Сигнал N с выхода делител 8 поступает на вход цепочки последовательно соединенных блока 9 вычислени обратной величины, аналогового инвертора

10 и блока 11 экспоненциального преобразовани , и на выходе последнего формируетс напр жение, пропорциональное величине

М ехр (Ас

АО А;,

).

Величины М, ZJf, Zp св заны зависимостью

-. f + Zc М ехр (.- I 2 ij

Величина дифференциальной чувствительности С устройства при измерении сигнала М определ етс из соотношени

М М

С

где С

ZoZ,

2 (Z - ZK)

I

Таким образом, при исследовании

динамики разреженных газов, когда величины Z и Z малы, устройство обеспечивает высокунэ дифференциальную чувствительность к изменени м величины акустического сопротивлени исследуемой газообразной среды, что повышает чувствительность измерений.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени акустического сопротивлени газообразных сред, содержащее первый и второй ультразвуковые преобразователи, предназначенные дл контактировани через эталонную среду с исследуемой и контрольной газообразной средой соответственно, генератор , выходы которого соответственно подключены к первому и второму уль. тразвуковым преобразовател м, и последовательно соединенные дифференциальный усилитель, делитель и блок функ- циойального преобразовани , первый вход дифференциального усилител подключен к первому ультразвуковому преобразователю , а второй вход - к второму ультразвуковому преобразователю и к второму входу делител , отличающеес тем, что, с целью по- вьпиени .чувствительности измерений при исследовании динамики разреженных

газов, блок функционального преобразовани выполнен в виде последователь но соединенных блока вычислени обратной величины, аналогового инвертора и блока экспоненциального преобразовани .

11

10