SU765726A1 - Устройство дл определени кавитационной прочности жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области гидроакустики и ультразвуковой техники и может быть применено дл  исследовани  кавитационных свойств жидкости, а тiaкжe .в системах регулировани  выходной мощности генераторов , возбуждающих гидроакустические излучатели.

Известны устройства дл  определени  кавитационной прочности жидкостей , включающие акустический излучатель, генератор, приемник акустического давлени , фильтр, детектор , схему вычитани , основанные на использовании регистрации порого- вого интенсивности кави- тационных шумов Tij или регистрации порогового значени  коэффициента нелинейных искажений кавитационного сигнала 2 .

Недостатком устройств  вл ете мала  точность определени  момента наступлени  кавитации. Это объ сн етс  тем, что критерием возникновени  кавитации  вл етс  наличие шумового сигнала, сопровождающего кавитацию, который особенно на начальной стадии ее развити  имеет очень малый уровень и дл  определени  момента наступлени  кавитации его необходимо значительно усиливать . Учитыва  недостаточную стабильность усилительных устройств, процесс усилени  создает дополнительные погрешности.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл 

IQ определени  кавитационной прочности жидкостей, содержащее канал излучени , включающий соединенные последовательно акустический излучатель с задающим генератором, усилитель мощности и канал приема,

15 включающий два приемника акустического давлени  фильтр, детектор, схему вычитани , блок регистрации и индикатор з . Устройстве определ ет кавитадионную прочность жидкости по уровню шумов (гармонических составл ющих основного сигнала), сопровождающих кавитацию.

Недостатком указанного устройства  вл етс  мала  точность определени  момента возникновени  кавитации зследствие того, что оценка момента возникновани  акустической кавитации по уровню кавитационного шума осуществл етс  с помощью усилительно-преобразующих устройств, каждый блок-которых вносит погрешность до 1%, а наличие двух приемников акустического давлени  дает погрешность калибровки в виде относительной неидентичности калибровки по чувствительности до 2 до (26%).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  момента .возникновени  кавитации.

Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство, в канал излучени  введены соединенные последовательно фильтр, масштабный делитель и детектор , при этом вход фильтра подключе к выходу задающего генератора, а выход детектора - к одному из входов схемы сравнени , детектор канала приема Подключен к другому входу схемы сравнени , а выход ее соедине со входом блока регистрации.

Информационным критерием определени  момента возникновени  кавитации в предлагаемом устройстве служит изменение уровн  сигнала 1-й гармоники основной частотыj Основным преимуществом этого критери   вл етс  то, что сигнал 1-й гармоники основной частоты на выходе приемника акустического давлени  имеет достаточно большой уровень, что исключает необходимость использовани  усилительно-преобразующих устройств, внос щих известную погрешность при определении момента возникновени  кавитации.

Кроме того, о.тпадает необходимость применени  второго приемника акустического давлени , так как за опорный сигнал принимаетс  сигнал на выходе задающего генератора.

В жидкости при определенном значении давлени , создаваемого акустическим излучателем, наступает кавитаци , преобразующа  часть энергии возбуждающего сигнала, на основной частоте в энергию гармониче-ских составл ющих (кавитационный шум), При этом уровень 1-й гармоники осноной частоты возбуждающего сигнала на выходе-приемника уменьшаетс . Таким образом, представл етс  возможность регистрации наступлени  кавитации в тот момент, когда зависимость преобразуемой приемником акустического давлени  энергии от энергии, подводимой к акустическому излучателю носит нелинейный характер .

На чертеже представлена блоксхема устройства.

Устройство содержит канал излучени , включающий соединенные последовательно задающий генератор 1 усилитель мощности 2, акустический излучатель 3,а также соединенные пследовательно фильтр 4, масштабный делитель 5 и детектор 6, этом .фильтр 4 подключен к выходу задающего генератора 1;канал приема, состо щий из последовательно включенных приемника акустического дав.лени  7,фильтра 8 и детектора 9.

Кроме того, устройство содержит схему вычитани  10,на один вход которой подключен .выход детектора 9 , на другой выход детектора 6 и блок регистрации 11, вход которого подключен к выходу схемы вычитани  10. Устройство работает следующим

образом.

Напр жение задающего генератора 1 усиливаетс  и возбуждает акустический излучатель 3, Приемник акустического давлени  7 преобразует

5 акустический сигнал в электрическое напр жение. Фильтр 8 выдел ет первую гармонику основной частоты задающего генератора, после чего происходит детектирование сигнала в канаQ ле приема. В качестве опорного сигнала беретс  напр жение с задающего генератора. При этом усилитель лющности 2 служит буферным каскадом, исключающим нелинейное искажение сигнала при рассогласовании между

5 его входными цеп ми и акустическим излучателем 3 в момент наступлени  кавитации.

Опорный сигнал поступает на вход фильтра 4, вьщел ющего 1-ю гармонику основной частоты задающего генератора , после чего он поступает на вход масштабного делител  5, который служит дл  уравнивани  сигналов канала излучени  и канала в отсутствие кавитации. Напр жение с выхода масштабного делител  5 детектируетс  и поступает на вход схемы вычитани  10.

При отсутст1вии кавитации на выходе схемы вычитани  10 сигналы равны нулю. В момент возникновани  кавитации нарушаетс  линейность зависимости между напр жени ми на выходе детекторов 9 и 6 и на выходе схемы вычитани  ID вырабатываетс 

5 разностный сигнал, который регистрируетс  блоком 11.

Введение в канал излучени  фильтра , масштабного делител  и детектора позвол ет повысить по сравнению

0 с прототипом точность определени  момента возникновени  кавитации, почти вдвое уменьшить суммарную погрешность измерений.

Claims (3)

1.Патент США 3757288, кл. 340-5 , 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 545923, кл. G 01 И 29/02, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР 526819, кл. G 01 N 29/02, 1976

o ( прототип).