SU1714381A1 - Устройство дл измерени амплитуды акустических колебаний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении внутренней температуры объекта по амплитуде акустических шумов. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет замены коммутатора'электриче-ских сигналов от пьезопреобразовател  и генератора стандартного шума на вход усилител  6 на кристалл 2 пьезополупроводни- ка и использовани  принципа синхронного детектировани  при периодическом внещ- нем воздействий на кристалл 2 пьезополуп- роводника. Акустический сигнал от г исследуемого объекта доходит до электроакустического пьезопреобразовател  1. Только в интервалы времени, когда включен элемент Т управл ющего воздействи , в промежутках на пьезопреобразователь поступают акустические сигналы от кристалла 2 пьезополупроводника, что позвол ет на выходе синхронного детектора 7 выделить сигнал, пропорциональный температуре объекта, и по известной температуре кристалла 2 пьезополупроводника определить величину температуры внутри объекта. Зз.п. ф-лы, 1 ил.J^b.CJ 00

Description

Изобретение относитс  к устоойств м дл  измерени  амплитуд шумоподобных акустических колебаний и может бмть использовано дл  регистрации слабых акустических колебаний вплоть до флуктуации, св занных с температурой, может быть также использовано дл  контрол  состо ний различных объектов, в том числе и биологических по уровню акустического излучени , которое характеризует процессы, происход щие внутри объекта.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

На чертеже приведена блок-схема устройства .

Устройство содержит электроакустический пъезопреобразователъ 1, кристалл 2 пьезополупроводника, одна рабоча  грань 3 которого, перпендикул рна  одному из пъезоактивных направлений кристалла 2, находитс  в акустическом контакте с электроакустическим пьезопреобразователем 1, а друга  рабоча  грань, противоположна  ей, предназначена дл  контактировани  с контролируемым объектом, датчик 4 температуры , наход щийс  в тепловом контакте с кристаллом 2, управл ющий элемент 5 воздействи  на кристалл 2 пьезополупроводника , селективный.усилитель 6, вход которого подключен к выходу электроакустического пьезопреобразовател  1, синхронный детектор 7, соединенный своим входом с выходом селективного усилител  6, и тактовый генератор 8, выход которого св зан с входами синхронного детектора 7 и управл ющего элемента 5 воздействи . Кристалл 2 пьезополупроводника выполнен из материала , в котором - достаточно велико акустоэлектронное взаимодействие в диапазоне частот исследуемых акустических колебаний и имеетс  возможность управл ть величиной акустоэлектронного взаимодействи  с помощью какого-либо внешнего воздействи .

Акустические грани кристалла 2 пьезополупроводника желательно делать не параллельными одна другой, а с углом 0 между ними, удовлетвор ющим соотно1V

шению 0 - arc sin ту , где V - скорость

звука в пьезополупроводнике, f - средн   часть измер емых акустических колебаний , L - линейна  апертура электроакустического пьезопреобразовател . Это св зано с необходимостью устранени  интерференционных  влений в кристалле пьезополупроводника , которые измен ют частотную характеристику всего акустического приемного тракта и провод т при управлении величиной акустоэлектроннаго

взаимодействи  к по влению ложного сигнала, затрудн ющего проведение измерений . Выбор угла в соответствии с приведенным соотношением вытекает из

требовани  попадани  акустического сигнала, отраженного от скошенной на угол 0грани, на электроакустический пьезопреобразователь 1 под углом,соответствующим первому нулю диаграммы

0 направленности электроакустического преобразовател  1 с линейным размером L.

Устройство работает следующим образом .

Грань кристалла 2 пьезополупроводни5 ка, противолежащую грани 3, привод т в акустический контакт с согласующим элементом 9. Последний может быть выполнен в виде четвертьволновой пластины из материала с акустическим импедансом Z2, удовлетвор ющим соотношению Z2 Zi,Z3, где и Zi, Z3 - акустические импедансы исследуемого объекта 10 и кристалла 2 пьезополупроводника . Согласующий элемент 9 привод т в акустический контакт с исследуемым объектом. Акустический сигнал из исследуемого объекта через согласующий элемент 9, устран ющий отражение акустических колебаний на границах, проходит в кристалл 2 пьезополупроводника, где в зависимости от внешнего воздействи , задаваемого от генератора 5, сигнал либо затухает, либо без затухани  распростран етс  и попадает на электроакустический пьезопреобразователь 1, где происходит

5 преобразование акустического сигнала в электрический. Таким образом, в одной фазе воздействи  на кристалл пьезополупроводника на пьезопреобразователь 1 попадают акустические волны, пришедшие

0 из исследуемого объекта, а в другой (когда акустические волны в кристалле 2 затухают) тепловые акустические колебани  кристалла с известной (благодар  датчику температуры 4) температурой, а, следовательно, и

5 амплитудой колебаний. Амплитуда оги ,бающей, полученнной таким образом шумового сигнала, выдел емой на выходе селективного усилител  на частоте изменени  воздействи , на кристалл 2 пьезополуп0 роводника, бyдeт пропорциональна разнице амплитуд акустических волн, пришедших из исследуемого объекта и из кристалла пъезополупроводника. Поэтому, измер   с помощью селективного усилител 

Claims (4)

1. 5 6 и синхронного детектора 7 величину амплитуды огибающей, фактически измер ют амплитуду акустических волн, приход щих из исследуемого объекта, по отношению к известной амплитуде тепловых колебаний в кристалле 2 пьезополупроводника. Это определ ет повышение точности в предлагаемом устройстве по сравнению с известным. Формула изобретен и   1. Устройство дл  измерени  амплитуды акустических колебаний, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, селективный усилитель и регистратор, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено кристаллом пьезополупроводника , одна рабоча  грань которого , перпендикул рна  одному из пьезоактивных направлений кристалла, акустически сопр жена с электроакустическим пьезопреобразователем, а противоположна  ей рабоча  грань предназначена дл  контактировани  с исследуемым объектом , последовательно соединенными тактовым генератором и управл ющим элементом воздействи , синхронным детектором и датчиком температуры, установленным на нерабочей грани кристалла пьезополупроводника и подключенным к регистратору, выход селективного усилител  соединен свходом синхронного детектора , управл ющий вход которого св зан с выходом тактового генератора, а.выход - с регистратором.
2. 2.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что управл ющий элемент воздействи  выполнен в виде источника света с управл емой интенсивностью.
3. 3.Устройство по П.1, от л и ч а-ю щ е ес   тем, что управл ющий элемент воздействи  выполнен в виде управл емого источника магнитного пол .
4. 4.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что управл ющий элемент воздействи  выполнен в виде управл емого источника высокого напр жени .