Instrumentación

Sound speed resolved by photoacoustic technique

S.J. Pérez Ruíz^ª,c, S. Alcántara Iniesta^b, P.R. Hernándezª, and R. Castañeda–Guzmán^c

ª Sec. Bioelectrónica, Dpto. Ingeniería Eléctrica Centro de Investigación y Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional, e–mail: parohero@cinvestav.mx

^b Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores Instituto de Ciencias, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. e–mail: salvador@siu.buap.mx

^c Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, Universidad Nacional Autónoma de México, e–mails: jesus.perez@ccadet.unam.mx , castanr@aleph.cinstrum.unam.mx

Recibido el 17 de noviembre de 2006
Aceptado el 25 de abril de 2007

Abstract

In this work a new method for measuring the speed of sound in materials is reported. This method uses the photoacoustic effect, which is the generation of sound waves by pulsed optical radiation incident on a material sample. The sound waves generated on the surface of the sample travel through the material and are detected with two piezoelectric sensors separated by a known distance. An appropriate processing of the photoacoustic signal permits the separation of the information of the generated longitudinal waves, of their reflections, as well as of other types of waves generated (shear, surface, etc). The advantages and disadvantages, of this method are discussed in comparison with standard methods.

Keywords: Photoacoustic effect; sound speed; piezoelectric sensor.

Resumen

En el presente trabajo se reporta una técnica novedosa para medir la velocidad del sonido en materiales. Este método de medición utiliza el efecto fotoacústico, que consiste en irradiar una muestra de material con pulsos cortos de radiación láser, registrando la onda acústica generada con dos sensores piezoeléctricos separados por una distancia conocida. Un procesamiento adecuado de la señal fotoacústica permite separar la información de las ondas longitudinales generadas, de sus reflexiones, así como de los frentes de onda de otro tipo de ondas generadas (cortantes, de superficie, etc.). Se discuten sus ventajas y desventajas frente a los métodos usuales.

Descriptores: Efecto fotoacústico; velocidad de sonido; sensor piezoeléctrico.

PACS: 43.58 Dj; 43.38Zp; 43.35 Sx

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