Устройство для измерения скорости ультразвука

Устройство для измерения скорости ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛ14Н

Зцр G 01 М 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

«

«1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«««

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3406410/25-28 (22) 05.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. И 29 (72) H.П.Воробьев (71) Алтайский политехнический институт им. И.И;Ползунова (53) 534.6:620.179.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 392402, кл.. G 01 N 29/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

11" 571743, кл. G 0 1 N 29/00, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ СКО; ГОСТИ УЛЬтРАЗВЯа, содержащее после довательно соединенные синхронизируемый генератор, излучающий и приемный преобразователи; усилитель, амплитудный детектор и формирователь синхроимпульсов, выход которого соединен с входом синхронизируемого генератора, последовательно соединенные блок задержки, измеритель временного интер" вала, второй .вход которого соединен .с выходом формирователя синхроимпульсов, и гиперболический преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений,оно снабжено формирователем импульса задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выходс входом блока задержки. Я 1 2

4 10339

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для измврения скорости распространения ультразвука и функционального зависящих от нее параметров жидких и газообразных сред.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные приемно-передающий преобразователь, усилитель, lO ограничитель, детектор, каскад формирования, ждущий генератор импульсов и частотомер, а ждущий генератор импульсов соединен с последовательно соединенными частотным манипулятором, задающим генератором и оконечным каскадом, электрически связанным с пере-. дающим пьезопреобразователем (1 1.

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений. 20

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизируемый генератор, излучающий и при- 75 емный преобразователи, усилитель, амплитудный детектор и формирователь синхроимпульсов, выход которого соединен с входом синхронизируемого генератора, последовательно соединенные блок задержки, измеритель временного интервала, второй вход которого соединен с выходом формирователя син-. хроимпульсов, и гиперболический преобразователь (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, обусловленная параэитным временем задержки.

Цель изобретения"- повышение точ- 4О ности измерений скорости ультраэву" ка.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизируемый генератор, излучающий и приемный преобразователи, усилитель, амплитудный детектор и формирователь синхроимпульсов, выход которого соединен с входом синхронизируемого генератора, последовательно соединенные блок задержки, измеритель временного интервала, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпупьсов, и гиперболический преобра, зователь, снабжено формирователем импульса задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход — с входом блока задержки.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последователь= но соединенные синхронизируемый генератор 1, излучающий и приемный преобразователи 2 и 3, усилитель 4, амплитудный детектор 5 и формирователь 6 синхроимпульсов, выход которого соединен с входом синхронизируемого генератора 1, последовательно соединенные блок 7 задержки, измеритель 8 временного интервала, второй вход которого соединен с выходом формирователя 6 синхроимпульсов, и гиперболический преобразователь 9, формирователь 10 импульса задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 5, а выход — с входом блока 7 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизируемый генератор 1 вырабатывает электрический импульс, поступающий на излучающий преобразователь 2, который преобразует его в акустический импульс. Акустический импульс, пройдя исследуемую среду, воздействует на приемный преобразователь 3, где он преобразуется в электрический импульс, который усиливается усилителем 4, детектируется амплитудным детектором 5 и по ступает на формирователь б синхроимпульса, где зарабатывается синхроимпульс в момент превышения амплитуды сигнала постоянного порогового уровня. Синхроимпульс поступает на генератор 1, вызывая излучение следующеro импульса.

Период рециркуляции содержит помимо времени распространения акустического импульса в исследуемой среде еще и неинформативное время задержки сигнала, состоящее иэ постоянной и переменной составляющих. Постоянная составляющая обусловлена задержкой сигнала в преобразователях и электронной схеме.

Для ее компенсации используется блок

7 задержки, время задержки которого равно сумме времен задержек сигнала в преобразователях и в электронной схеме.

Йеременная составляющая задержки обусловлена нестабильностью момента привязки к переднему фронту продетектированного сигнала, что имеет

Составитель К. Царев

Редактор H. Ковалева Техред И. Иетелева Корректор Г. Решетник

Заказ 5615/47 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10 место в формирователе 6 синхроимпульсов при изменении амплитуды принято го сигнала и постоянстве порога срабатывания. Переменная составляющая задержки компенсируется с помощью формирователя 10 импульса задержки, пороговый уровень в котором в два раза превышает пороговый уровень формирователя 6 синхроимпульса.

В каждом периоде рециркуляции импульсы с выхода амплитудного детектора 5 одновременно поступают на формирователи 6 и 10. На выходе формирователя 10 импульса задержки сигнал, появится с задержкой относительно к сигналу на выходе формиротеля 6, время которой равно переменной составляющей паразитной задержки, так как та часть переднего фронта продетектированного импульса, где происходит фиксация момента превышения его пороговых уровней в формирователях 6 и 10, обладает выс окой линейностью. В блоке 7 задержки сигнал дополнительно задерживается на время, равное постоянной составляющей паразиткой задержки. На

33951 4 входы измерителя 8 временных интервалов в каждом периоде рециркуляции приходят сигналы, сдвинутые во времени относительно друг друга на время суммарной паразитной задержки, что позволяет в измерителе 8 временных интервалов вычесть время паразитной задержки из периода рециркуляции и получить на выходе измерителя 8 вре10 менных интервалов импульсы, длителЬность которых равна времени распространения ультразвука в исследуемой среде. В качестве измерителя 8 временных интервалов может быть использован триггер с раздельным запуском, с выхода которого импульсы поступают на вход гиперболического преобразователя 9 для получения отсчета, про-. порционального скорости ультразвука в исследуемой среде.

Применение предлагаемого устройства в движущихся жидких и газообразных средах при наличии турбулентности, вызванной тепловыми, конценд5 трационными и мелкодисперсными неоднородностями среды, обеспечивает высокую точность изменений.