|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Ультразвуковой интерферометр Пирса |
 | |
Анимация
0
Описание
Принцип действия интерферометра Пирса (ИП) основан на создании стоячей волны (СВ) в камере, заполненной исследуемой жидкостью или газом, вследствие перемещения отражателя вдоль направления распространения ультразвука (УЗ), причем излучающий преобразователь является также приемником УЗ.
Схематически ИП (рис. 1) состоит из генератора электрических колебаний Г, возбуждающего механические колебания в пьезоэлектрической пластине (обычно используют пластину х - среза кристалла кварца).
Общая схема интерферометра со стоячими волнами
Рис. 1
Колебания пластины через тонкую диафрагму передаются в камеру с исследуемым веществом. С противоположной стороны камеры помещается отражатель в виде достаточно толстой металлической пластины, плоская поверхность которой параллельна излучающей поверхности. Отражатель перемещают вдоль направления распространения УЗ до тех пор пока в пространстве между излучателем и отражателем не установится СВ.
Идентификацию СВ осуществляют по максимумам или минимумам т.н.
кривой реакции поля УЗ-вой волны на систему генератор-преобразователь, которая описывает зависимость напряжения от расстояния между преобразователем и отражателем.
Измерение параметров СВ позволяет получить информацию о характеристиках среды, в которой распространяется УЗ-вая волна. Например, измерение расстояния между узлами (нули амплитуды звукового давления) или пучностями (максимумы) СВ дает возможность определить длину волны l, поскольку между соседними узлами или пучностями укладывается l/2. Если известна частота f, то можно вычислить скорость звука с, т.к. с = lf. При известной плотности r исследуемой жидкости (газа) можно получить такие важные характеристики среды, как удельное акустическое сопротивление rс и модуль объемной упругости К = rс2.
Ключевые слова
Области техники и экономики
Приборы для измерения акустических величин и характеристик
Электроакустическая, ультразвуковая и инфразвуковая техника
Применение эффекта
Измерение в ИП параметров СВ позволяет получить информацию о характеристиках среды, в которой распространяется УЗ-вая волна. Например, измерение расстояния между узлами (нули амплитуды звукового давления) или пучностями (максимумы) СВ дает возможность определить длину волны l, поскольку между соседними узлами или пучностями укладывается l/2. Если известна частота f, то можно вычислить скорость звука с, т.к. с = lf. При известной плотности r исследуемой жидкости (газа) можно получить такие важные характеристики среды, как удельное акустическое сопротивление rс и модуль объемной упругости К = rс2
Реализации эффекта
Массивный металлический стакан
ИП представляет собой массивный металлический стакан (рис. 2) с двойными стенками 1, к которому снизу на резьбе прикреплен кварцедержатель 2, прижимающий пружиной 3 излучающий кварц 6 ко дну камеры с исследуемой жидкостью 5.
Принципиальная схема интерферометра со стоячими волнами
Рис. 2
С противоположной стороны ИП закрывается плотной крышкой 7 с вмонтированным в нее микрометром 8 и соединенным с ним отражателем 9. Перемещение отражателя происходит под действием пружины 10 при освобождении стопорного винта 15. Температура жидкости контролируется термометром 14. Весь прибор установлен на теплоизолирующей станине 11. Высокочастотное электропитание кварци подводится к гнезду 12.
Литература
1. Изучение ультразвукового интерферометра со стоячими волнами и измерение скорости ультразвука в жидкости.- М.: МГУ, 1975.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |