Измеритель скорости ультразвука

Патент 1035505

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА по авт. св. № 58О498, 1отличающийс я тем, что, с целью опреаеления масштаба турбупено ЮСТ1/ движущейся среды, он снабжен последовательно соединенными вычислителем , блоками первой и второй буферной памяти, первым преобразователем код-аналог, вычитающим блоком, мехеинизмом перемещения ультразвуковых пр&образоЬателей и измерителем базы, тактовым генератором, выход которого соединен с входом Сброс вычислителя и входом Запись блока втсфой буферной памяти и вторым преобразователем код-аналог, вход которого соединен с выходом блока первой буферной памяти, выход - с вторым входом вычитающего блока, а выход измерителя базы связан с третьим входом устройства адаптивной задержки. Од сд сд о (У1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1035505

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р

С э

СЛ

Сд

СЛ (61) 580498 (21) 3422811/18-28 (22) 12.04.82 (46) 15.08. 83. Бюл. М 30 (72) И. Ю. Буткус и С. Й. Антанайтис (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 534. 232: 534,321.9 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

%580498, кл. G 01 И 29/00, 1977 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА по авт. св. % 580498, lo т л и ч а ю шийся тем, что, с целью определения масштаба турбулентностФ движущейся среды, он снабжен

y g G 01 N 29/00; 5 01 Н 5/00 последовательно соединенными вычислителем, блоками первой и второй буферной памяти, первым преобразователем код-аналог, вычитающим блоком, механизмом перемещения ультразвуковых пре образователей и измерителем базы, тактовым генератором, выход которого соединен с входом "Сброс вычислителя и входом Запись" блока второй буферной памяти и вторым преобразователем код-аналог, вход которого соединен с выходом блока первой буферной памяти, выход вЂ” с вторым входом вычитающего ° блока, а выход измерителя базы связан с третьим входом устройства адаптивной задержки.

1 103

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в любой отрасли машиностроения, По основному ser. св. Мю 580498 известен измеритель скорости улыразву-. ка, содержащий два ультразвуковых преобразователя с акустическими волно водами, к одному из которых подключен генератор, к другому - приемное усч ройство, устройства регулируемой и адаптивной задержек и импульсный селектор, первый вход адаптивной задеря ки соединен с выходом приемного устройства, второй вход через устройство регулируемой задержки н импульсный селектор - с выходом генератора, а выход соединен с входомгенератора 1 1),.

Недостатком известного измерителя является невозможность определения масштаба турбулентности движущейся среды, поскольку результат измерения проинтегрирован во времени и отсутст вует возможность изменения базового расстояния.

Бель изобретения вЂ” обеспечение воэ можности определения масштаба турбулентности движущейся среды.

Указанная цель достигается тем, что измеритель скорости ультразвука, содержащий два ультразвуковых преобразователя с акустическими волноводами, к одному из которых подключен генератор, к другому - приемное устройство, уст . ройства регулируемой и адаптивной задержек и импульсный селектор, первый вход адаптивной задержки соединен с выходом приемного устройства,, второй вход через устройство регулируемой asдержки и импульсный селектор вЂ” с выходом генератора, а выход соединен с входом генератора, снабжен последовательно соединенными вычислителем, блоками первой и второй буферной памяти, первым преобразователем код-аналог, вычитаю- . щим блоком, механизмом. перемещения ультразвуковых преобразователей и измерителем .базы, тактовым генератором, выход которого соединен со входом "

"Сброс" вычислителя и входом "Запись"

l блока второй буферной памяти и вторым преобразователем код-аналог, вход которого соединен с выходом. блока первой буферной памяти, выход - с вторым входом вычитающего блока, а выход измерителя базы связан с третьим входом устройства адаптивной задержки.

На чертеже изображена структурная схема измерителя скорости ультразвука.

5505 2

Измеритель работает следующим образом.

В некоторый момент времени тактовый генератор 19 вырабатывает импульс, передний фронт которого сбрасывает в .исходное (нулевов) состояние вычислитель 12, а блок 14 второй буферной

45 памяти переводит в режим записи. При атом на входах блоков 13 и 14 буферной памяти коды равны, что соответствует равенству потенциалов на выходах преобразователей 15 и 20 код-аналог. Поэтому на выходе вычитающвго блока 16 напряжение равно нулю и преобразователи 2 и 4 находятся в фиксированном положении.

При атом на индикаторе измерителя 18 базы высвечивается некоторая цифра, соответс вующая расстоянию между ультра-. звуковыми преобразователями 2 и 4.

Код с выхода измерителя 18 базы поступает на третий вход устройства 10 адаптивной задержан, выполненной, нап5

Измеритель скорости ультразвука сдержит генератор 1., вьцдд которого подключен к одному ультразвуховому преобразователю 2 с акустическим волноводом 3, второй ультразвуковой преобразователь 4 с акустическим волноводом 5 соединен с входом приемного устройся ве 6. Выход генератора 1 соединен с входом импульсного селектора 7, выход которого подключен к входу устройства 8 регулируемой задержки. Выход приемного устройства 6 соединен с первым входом 9 устройства 10 адаптивной задержки, а выход устройства 8 регулируемой задержки - с вторым входом 11 ус ройства 10 адаптивной задержки, выход которого, соединен с входом генератора 1 возбуждающих импульсов и с последовательно соединенными вычислителем 12, блоком первой 13 и второй 14 буферной памяти, первым преобразователем 15 код-аналог, вычитающим блоком 16, механизмом 17 перемещения ультразвуковых преобразователей и измерителем 18 базы . между ультразвуковыми преобразователями 2 и 4. Тактовый гегератор 19 выходом соединен с входом "Сброс" вычислителя. 12 и входом "Запись" бло» ка 14 второй буферной памяти. Второй преобразователь 20 код-аналог входом соединен с выходом блока 14 первой буферной памяги, а выходом с вторым .входом вычптающего блока 16. Выход измерителя 18 базы связан с третьим входом устройства 10 адаптивной задержки ример, по схеме расширителя временных щитервалов с управляемым (по третьему входу) коэффициентом расширения. Коэффициент расширения К выбирается обрат ю пропорциональным расстоянию между ультразвуковыми преобразователями:

К=К Д где K - постоянная величина с размерностью (М);

- исходная база (расстояние меж . о ду преобразователями ), .Таким образом, частота F повторения импульсов в синхрокольце не зависит от базового расстояния

Где C.- скорость ультразвука в контро- 20 лируемой среде, Численное значение коэффициента Ко выбирается равным единице путем подбора шага дискретизации измерителя 18 базы. . На первый вход вычислителя 12 посту- 25 пает расширенный в к раэ временной интервал ь„, в котором по измеренным значениям вычисляется дисперсия скорости ультразвука по следующей зависимости 30 где Р% - математическое ожидание, По окончании вычисления дисперсии по команде со второго выхода вычислителя 12 код с его выхода записывается в ячейке блока 13 буферной памяти и поступает одновременно на входы блока 14 второй буферной памяти и второ4 2 ñ 2 К% (ка„

1035505 4 го преобразователя 20 код-аналог, На выходе блока 14 второй буферной, памяти код не изменяется, следовательно, на выходе первого преобразователя 15 код-аналог потенциал также не изменяется. На выходе второго преобразователя 20 код-аналог потенциал соответствует изменившемуся коду на его входе, следовательно., на выходе

I0 вычитающего блока 16 имеется напряжение, например положительное, которое управляет механизмом перемещения ультразвуковых преобразователей 2 и 4 таким образом, чтобы расстояние между ними, например,. уменьшалось.

Далее процесс повторяется вышеописанным образом до тех пор, пока .от одного цикла измерения до другого изменение скорости ультразвука не наблюдается.

Поскольку максимум дисперсии скорости ультразвука получается при базовом расстоянии, равном диаметру образований движущейся среды, по показаниям измерителя 18 базы определяют масштаб турбулентности среды.

Введение в измеритель дополнитель ных блоков позволяет создать замкнутуюю цепь автоматического регулирования по максимуму дисперсии скорости yme развука и имеется воэможность измерения временного изменения масштаба турбулентности движущейся среды.

Использование измерителя позволя35 ет определить масштаб турбулентности движущейс я среды, что способствует более достоверной диагностике иссл дуемых сред и более широкому внедрению ультразвуковых контрольно-иэ40 мерительных приборов.

Составитель Г. Рыжакова

Редактор В. Ковтун Техред М.Коштура Корректор А. Ноах

Заказ 5824/45 Тираж 873 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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