PL154040B1 - System for measuring amplitude of vibrating surfaces of electromechanical acoustic transducers - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA REPUBLIC POLAND OPIS PATENTOWY PATENT DESCRIPTION 154 040 154 040 Patent dodatkowy do patentu nr--- Additional patent to patent no. --- Int. Cl.⁵ G01H 1/00 G01M 7/02Int. Cl. ⁵ G01H 1/00 G01M 7/02 fllfff fllfff Zgłoszono: 87 04 24 /P. 265344/ Reported: 87 04 24 / P. 265344 / Pierwszeństwo - Priority - WJnia WJnia URZĄD PATENTOWY OFFICE PATENT Zgłoszenie ogłoszono: 88 11 10 Application announced: 88 11 10 RP RP Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29 Patent description published: 1991 11 29

Twórca wynalazku: Jerzy GolanowsklInventor: Jerzy Golanowskl

Uprawniony z patentu: Politechnika Wrolaw^l^a, Wrocław /Polska/The holder of the patent: Wrolaw University of Technology ^ l ^ a, Wrocław / Poland /

UKŁAD DO POMIARU AMPLITUDY PRZEMIESZCZ^IA POWERZCHNI DRGAJĄCYCH PRZETWORNIKÓW ELEKTBOMECHANOATOSTTCZNTCHSYSTEM FOR MEASURING THE AMPLITUDE OF VIBRATING ELECTRIC MECHANICAL TRANSMITTERS

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru ampPitudy przemieszczenia powierzchni drgających przetwornlko'w elektoomechanoakustycznych, przeznaczony do pomiarów amplitudy i rozkładu drgań przetworników elektoomechanicznych 1 elektroakustycznych.The subject of the invention is a system for measuring the amplitude of displacement of the vibrating surfaces of electro-mechanical-acoustic converters, intended for the measurement of the amplitude and vibration distribution of electro-mechanical and electro-acoustic converters.

Z opracowania Zenona Jagodzińskiego pt. Ultradźwiękowa dopplerowska metoda pomiaru drgań konstrukcji mechanicznych opublikowanego w maaerlałach WZIi Otwartego Seminarium z Akustyki, Warszawa - Puławy 1980, znany jest układ do pomiaru ampUtudy wychylenia metodą ultradźwiękową. W znanym układzie naprzeciw powierzchni drgającej jest umieszczona głowica ultradźwiękowa, która składa się z przetwornika nadawczego 1 odbiorczego. Przetwornik nadawczy promieniuje falę ultradźwiękową ciągłą, o stałej częstotliwości. Fala ta odbija się od badanej powierzchni i zostaje odebrana przez przetwornik odbiorczy, przy czym, wskutek drgań tej lowierzchni występuje zjawisko Dopptora powodujące modulację częstotliwości odbieranej fali. Napięcie z zacisków przetwornika odbiorczego po wzmoo^^^u jest poddane de^dn^j! przy pomocy dyskryminatora częstotliwości 1 doprowadzone do układu całkującego, na wyjściu którego otrzymuje się napięcie o częstotlitoości równej częstotliwości drgań i ampUtudzie proporcjonalnej do ampUtudy drgań.From the study by Zenon Jagodziński entitled Ultrasonic Doppler method for measuring vibrations of mechanical structures published in the WZIi book of the Open Seminar on Acoustics, Warsaw - Puławy 1980, there is a known system for measuring the amplitude of the deflection using the ultrasonic method. In the known arrangement, an ultrasound head is placed opposite the vibrating surface, which consists of a transmitting transducer and a receiving device. The transmitting transducer radiates a continuous ultrasonic wave of constant frequency. This wave is reflected from the examined surface and is picked up by the receiving transducer. Due to the vibrations of this surface, the Dopptor effect occurs, causing the frequency modulation of the received wave. The voltage from the terminals of the receiving converter after the increase ^^^ u is subject to de ^ dn ^ j! by means of the frequency discriminator 1 applied to the integrating system, on the output of which the voltage is obtained with a frequency equal to the vibration frequency and an ampUp proportional to the oscillation ampUse

Wynalazek dotyczy układu do pomiaru ampUtudy przemieszczenia powierzchni drgających przetworników elektdomejhandakustljznyjh. Układ ma umieszczone nad drgającą powierzchnią badanego przetwornika - nadawczy i odbiorczy ultradźwiękowy przetwornik oraz zawiera pasmowy wzmajnlajz sygnału odbiorczego i dyskryminator częstotliwości.The invention relates to a system for measuring the amortization of the displacement of the surface of vibrating electromyhandakustljznyjh transducers. The system has a transmitting and receiving ultrasonic transducer placed above the vibrating surface of the tested transducer, and includes a band-type amplification of the receiving signal and a frequency discriminator.

Istota wynalazku polega na tym, że wyńście pasmowego wzmmanlacza jest połączone z wejściem nadawczego przetwornika, tworząc układ z akustycznym sprzężeniem zwrotnym.The essence of the invention lies in the fact that the output of the band amplifier is connected to the input of the transmitting transducer, forming an acoustic feedback circuit.

Korzystnym skutkiem stosowania układu według wynalazku jest zwiększenie czułości układu pomiarowego, czułość ta nie zależy od częstotliwwoeci drgań badanego przetwornika elektromechanicznego.The advantageous effect of using the system according to the invention is to increase the sensitivity of the measuring system, this sensitivity does not depend on the vibration frequency of the tested electromechanical transducer.

154 040154 040

154 040154 040

Przedmiot, wynalazku Jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu.Object of the invention It is explained in an embodiment in the drawing which shows a block diagram of the system.

Układ do pomiaru ampUtudy przemieszczenia powierzchni drgającej przetwornika elektromechanicznego zawiera ultradźwiękowy nadawczy przetwornik 1 1 odbiorczy przetwornik 2, które wraz z pasmowym wzmmcniaczern 5 tworzą układ 3 z akustycznym sprzężeniem zwrotnym. Nadawczy przetwornik 1 i odbiorczy przetwornik 2 są umieszczone nad drgającą powierzchnią badanego elektromechanicznego przetwornika 4. Drgająca powierzchnia przetwornika 4 powoduje moddlację częstotliwości fali ultradźwiękowej, odbieranej przez odbiorczy przetwornik 2. Pasmowy »zmcniacz 5 włączony między odbiorczym przetwornikiem U a nadawczym przetwornikiem 1 modulację częstotliwości fali promieniowanej przez nadawczy przetwornik 1, co zapewnia oscylację w układzie z akustycznym sprzężeniem zwrotnym. Dzięki dodatniemu sprzężeniu zwrotnemu układ charakteryzuje się dużą czułością. Poddając napięcie z wyjścia pasmowego wzmmcniacza 5 demoOulacji przy pomocy dyskrymlnatora 6 częstotliwości otrzymuje się sygnał o częstotliwości równej częstotliwości drgań powierzchni badanego elektromechanicznego przetwornika 4 i o amplitudzie proporcjonalnej ao amplitudy przemieszczenia tej powierzcnni. Napięcie z wyjścia dyskrymlnatora 6 częstotliwości Jest mierzone nanowoiiomierzem 7 homodynowym, zapewniającym duży odstęp sygnału wyjściowego od poziomu szimów i nie wyιnmcaCącegr dostrajania do generatora 8, sterującego izmacnlacz 9 mocy, który zasila badany przetwornik 4 elektromechaniczny. Sygnałem odniesienia nanowiOtomierza 7 homodynowego jest sygnał napięciowy generatora 8.The system for measuring the amplitude of the displacement of the vibrating surface of the electromechanical transducer comprises an ultrasonic transmitting transducer 1 and a receiving transducer 2, which together with the band-type transformer 5 form the system 3 with acoustic feedback. The transmitting transducer 1 and the receiving transducer 2 are placed above the vibrating surface of the tested electromechanical transducer 4. The vibrating surface of the transducer 4 causes the frequency modulation of the ultrasonic wave received by the receiving transducer 2. Band-type amplifier 5 connected between the receiving transducer U and the transmitting transducer 1 modulation of the radiated wave frequency by the transmitting transducer 1, which provides oscillation in the circuit with acoustic feedback. Thanks to the positive feedback, the system is highly sensitive. Applying the voltage from the output of the band amplifier 5 of the demoOulation by means of a frequency discriminator 6, a signal is obtained with a frequency equal to the frequency of vibrations of the surface of the tested electromechanical transducer 4 and with an amplitude proportional to the amplitude of this surface displacement. The voltage from the output of the 6-frequency discriminator is measured with a 7-homodyne nanowhimeter, providing a large distance between the output signal and the sime level and no adjustment to the generator 8, controlling the power amplifier 9, which powers the electromechanical converter 4 under test. The reference signal of the nano-meter 7 of the homodyne is the voltage signal of the generator 8.

Układ według wynalazku może byś stosowany do pomiaru rozkładu drgań membran przetworników elektroakustycznych, pomiaru ampUtudy przemieszczeń przetworników ultradźwiękowych a także pomiaru ampUtudy przemieszczeń konstrukcji mechanicznych.The system according to the invention can be used to measure the vibration distribution of the diaphragms of electro-acoustic transducers, to measure the amplitude of the displacements of the ultrasonic transducers as well as to measure the amplitude of the displacements of mechanical structures.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Układ do pomiaru ampUtudy przemieszozenia powierzchni drgającej przetworników elektromechanoakuutycznych, posiadający umieszczone nad drgającą powwerzchnlą badanego przetwornika nadawczy 1 odbiorczy ultradźwiękowy przetwornik oraz zawierający pasmowy wzmmcnlacz sygnału odbiorczego i dyskryminator częstotliwości, znamienny tym, że wyjście pasmowego wzros^^cza /5/ jest połączone z wejściem nadawczego przetwornika /1/, tworząc układ z akustycznym sprzężeniem zwrotnym.A system for measuring the ampUud of the displacement of the vibrating surface of electromechanical transducers, having a transmitting 1 receiving transducer above the vibrating surface of the tested transducer, and a band receiving signal converter and a frequency discriminator, characterized by the fact that the band output increases ^^ time / 5 / is connected with the transmitting input converter / 1 /, creating a system with acoustic feedback. Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies Cena 3000 złPrice: PLN 3,000