SU1647280A1 - Способ измерени приращени скорости распространени акустических волн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерений . Первым и вторым электроакустическими преобразовател ми синфазно излучают в исследуемую среду между ними акустические волны, принимают вторым преобразователем сигнал квазисто чей волны при рассто нии между преобразовател ми , кратном целому числу полуволн, и значении коэффициента отражени  от второго преобразовател , равном единице. Измер ют разность фаз между-сигналами на первом преобразователе и прин том вторым преобразователем, с учетом которой определ ют величину приращени  скорости распространени  акустических золн,

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  исследований и контрол  акустических параметров веществ.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерений .

Способ измерени  приращени  скорости распространени  акустических волн реализуетс  следующим образом.

Первым электроакустическим преобразователем излучают в исследуемую среду гармонические акустические волны, принимают прошедшие через исследуемую среду акустические волны вторым электроакустическим преобразователем при рассто нии L между преобразовател ми и величине RZ коэффициента отражени  акустических волн

от второго преобразовател , удовлетвор ющих услови м

(2л + 1),(1)

,

где ш - частота излучаемых акустических волн;

V - начальна  скорость их распространени  в исследуемой среде;

п 0,1,2...

Вторым электроакустическим преобразователем синфазно первому излучают акустические волны той же частоты и амплитуды измер ют величину изменени  разности фаз между сигналами на первом и втором преобразовател х и определ ют величину А V приращени  скорости распространени  акустических волн по формуле

4 х| hO

00 О

ДУ

(1-Ri)fexp(-aL)-(1+Ri)}2

.--..-,.

(l4Ri)exp(-2«L). + Ri}

(2)

где Ri - модуль коэффициента отражени  акустических волн от первого преобразовател :

а- коэффициент поглощени  акустических волн в исследуемой среде.

Амплитуда волны, излучаемой первым преобразователем, может быть представлена следующим выражением:

A (t) Ао1 exp I (ft) t + ры),(3)

где Ао1 и уы - соответственно амплитуда и начальна  фаза излучаемых колебаний; t - текущее врем .

В результате многократных отражений излученной волны между преобразовател ми , а также отражений излученной вторым преобразователем акустической волны той

же начальной амплитуды, фазы и частоты при выполнении услови  1) между преобразовател ми образуетс  сто ча  акустическа  волнап амплитуда которой в плоскости второго преобразовател , описываетс  выражением

Аг

U ехр (- 2 a L) - 4 (1 + Ri) exp (- a L) cos (К L) Ч- 1 + 2 Ro cos (К L) + RJ

1 - 2 Ro cos (2 К L) + Ri

а фаза

tg(p2 -foi -уы)

, (1 + Ri) exp (- a L) sin (K L) + Ri sin (2 К L)

(1 - Ri) exp (- a L) cos (K L) + (1 - ft) 20 где К ш/М. (5)

При выполнении услови  (1) cos(K L) - 1 и из выражени  (4) следует, что на втором преобразователе наблюдаетс  минимум прин того сигнала, а из выражени  (5)25

,ia-5i)+Rl}

(1 + R,){exp (- 2   I.) - №+1fЈ (1 -Ri){cxp(-«L)-J(1+Ri)}2

30

ft L A ,, ,

(6)

откуда следует расчетна  формула (2).

Выражение(6) показывает, как повышаетс  чувствительность при измерени х в случае излучени  акустических волн вторым преобразователем при выполнении услови  (1). Изменение разности фаз между сигналами на первом и втором преобразовател х оказываетс  в К раз чувствительнее к при- ращению скорости Д V, где К определ етс  выражением

exp(-aL)-(1+Ri)2

к )4RrЈf+R1

Выражение (7) при подстановке реальных значений показывает повышение чувствительности на несколько пор дков. За счет повышени  чувствительности возрастает и точность измерений.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  приращени  скорости распространени  акустических волн,

   1/2

   (4)

   0

   5

   0

   35 40

   45

   включающий излучение первым электроакустическим преобразователем гармонических акустических волн в исследуемую среду , прием вторым электроакустическим преобразователем прошедших через исследуемую среду акустических волн при рассто нии между первым и вторым преобразовател ми , удовлетвор ющем условию образовани  квазисто чих акустических волн между преобразовател ми, измерение величины Д изменени  разности фаз между сигналами на первом и втором преобразовател х и определение с учетом последней искомого параметра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности, излучают вторым электроакустическим преобразователем синфаз - но первому преобразователю акустические волны той же амплитуды и частоты при рассто нии L между преобразовател ми и величине R2 коэффициента отражени  акустических волн от второго преобразовател , выбранными из условий

   2(2п + 1),

   ,

   а величину Д V приращени  скорости распространени  акустических волн определ ют по формуле

   AV

   50

   (1-Ri)(exp(-al)-i(1+Ri)2

   (1+ R,)fexp (- 2 a L) - + R1

   -У1 ft)L

   Ду,

   где со - частота излучаемых акустических волн, п 0,1,2,..;

   516472806

   V - начальна  скорость акустическихRI - модуль коэффициента отражени 

   волн в исследуемой среде;акустических волн от первого преобразоваа - коэффициент их поглощени ;тел .