Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА , содержащее последовательно соединенные полосовой усилитель, акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями и перестраиваемую линию задержки , частотомер, соединенный с выходом полосового усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента поглощения ультразвука в слабопоглощающих средах, о.но снабжено последовательно соединенными пиковым детекторогл, компаратором одновибратором и измерителем интервалов времени, детектором действующего значения напряжения и аналоговым ключом, включенным ежду выходом перестраиваемой задержки и входом полосового усилителя, входы пикового детектора и детектора действующего значения напряжения соединены с приемд ным электроакустическим преобразова- S телем, выход детектора действующе (Л го значения напряжения соединен с вторым входом компаратора, а выход одновибратора соединен с вторыми входами аналогового ключа и ПИКОВОГО детектора. У 4 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (111

3(51) !

1 (1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3474 855/25-28 (22) 21.07.82 (46) 15.11.83. Бюл. Р 42 (72) В.И. Прокопьев, В.С. Кононенко и A Ñ. Рящиков (71) КуйбьЫевский институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 534.286(088.8) (56) 1. Ноздрев В.Ф., Федорищенко В.В.

Молекулярная акустика ° М., "Высшая школа", 1974, с. 30-35.

2. Авторское свидетельство СССР

9 437008, кл. G 01 и 29/00,.1971 (прототий). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее последовательно соединенные полосовой усилитель, акусти-. ческую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями и перестраиваемую линию задержки, частотомер, соединенный с выходом полосового усилителя, о т лич ающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента поглощения ультразвука в слабопоглощающих средах, оно снабжено последовательно соединенными пиковым детектором, компаратором одновибратором и измерителем интервалов времени, детектором действующего значения напряжения и аналоговым ключом, включенным между выходом перестраиваемой линии задержки и входом полосового усилителя, входы пикового детектора и детектора действующего зна.чения напряжения соединены с приемным электроакустическим преобразователем, выход детектора действующего значения напряжения соединен с вторым входом компаратора, а выход одновибратора соединен с вторыми входами аналогового ключа и пикового детектора.

1054764

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения поглощения ультразвуковых волн, Известны устройства для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащие последовательно соединенные генератор, акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, усилитель, аттенюатор и осциллограф Г1) .

Недостатком известных устройств является низкая точность измерения коэффициента поглощения ультразвука в слабопоглощающих средах. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее последовательно соединенные полосовбй усилитель, акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями и перестраиваемую линию задержки, частотомер, соединенный с выходом 25 полосового усилителя .f2) .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения коэффициента. поглощения ультразвука в слабопоглощающих средах, обусловленная, колебаниями передаточной характеристики перестраиваемой линии задержки и полосового усилителя.

Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента поглощения ультразвука в слабопоглощающих средах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее последовательно сое- 40 диненные полосовой усилитель, .акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями и перестраиваемую линию задержки, частотомер, соединенный с выходом полосового усилителя, снабжено последовательно соединенным пиковым детектором, компаратором, одновибратором и измерителем интервалов времени, детектором действу- . 5О ющего значения напряжения и аналоговым ключом, включенным между выходом перестраиваемой линии задержки и входом полосового усилителя, входы пикового детектора и детектора действующего значения напряжения соединены с приемным электроакустическим преобразователем, выход детектора действующего значения нап-. ряжения соединен с вторым входом компаратора, а выход одновибратора 60 соединен d вторыми входами аналогового ключа и пикового детектора.

На чертеже представлена структур иая схема устройства для измерения коэффициента поглощения ультразвука. 65

Устройство содержит последовательно соединенные акустическую камеру 1 с излучающим 2 и приемным 3 электроакустическими преобразователями, перестраиваемую линию 4 задержки, аналоговый ключ 5 и полосовой усилитель б, а также частотомер 7, подключенный к выходу полосового усилителя б. К приемному электроакустическому преобразователю 3 подключены входы детектора 8 действующего значения напряжения и пикового детектора 9, а их выходы соединены с выходами компаратора 10, Компаратор 10 подключен к одновибратору 11, выход которого соединен с входом измерителя 12 интервалов времени и с вторыми входами аналогового ключа 5 и пикового детектора 9.

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука рабо" тает следующим образом.

При включении устройства одновибратор 11 вырабатывает импульс напря-, жения, который передним фронтом замыкает аналоговый ключ 5. В замкнутой цепи,.содержащей акустическую камеру 1 с излучающим 2 и приемным

3 электроакустическими преобразователями, перестраиваемую линию 4 задержки, аналоговый ключ 5 и полосовой усилитель б, возникают автоколебания. Условия возникновения а токолебаний на выбранной частоте резонанса акустической камеры.1 подбираются при помощи перестраиваемой линии 4 задержки. Одновременно передний фронт импульса напряже ния одновибратора 11 устанавливает на выходе пикового детектора 9 напряжение равное нулю. Длительность импульса, вырабатываемого одновибраTopgM 11; превышает время установления стационарных колебаний в замкнутой цепи и соответственно в акустической камере 1. Электрический сигнал, снимаемый с приемного электроакустического преобразователя 3, детектируется детектором 8 действующего значения напряжения лл пиковым детектором 9 и поступает на входы компаратора 10. Причем сигнал, поступающий с пикового детектора является опорным и ослаблен делителем напряжения в еГ раз. В этом случае на выходе компаратора 10 напряжение равно нулю.

В момент окончания импульса одновибратора размыкается аналоговый ключ 5 и спадом прямоугольного импульса запускается измеритель 12 интервалов времени. Размыкание аналогового ключа 5 приводит к срыву автоколебательного процесса и в акустической камере происходит спад акустических колебаний, причем скорость спада определяется коэффициентом поглощения ультразвука в cpe-.

1054764

По времени спада акустических колебаний в камере 1 до заданного уровня, фиксируемому измерителем 12 интервалов времени, определяется коэффициент поглощения ультразвука в исследуемой среде по формуле

Составитель Г. Максимочкин

Редактор О. Колесникова Техред С.Легеза Корректор, И. Эрдейи

Заказ 9096/51 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектйая, 4 де. Соответственно уменьшается напряжение на выходе детектора 8 действующего значения напряжения и в момент, когда оно станет равным опорному, которое подается с пикового детектора 9, т.е. когда амплитуда колебаний н акустической камере уменьшится в е раз компаратор

10 вырабатывает перепад напряжения, который запускает одновнбратор 11.

Сработав, одновибратор передним фронтом останавливает измеритель 12 интервалов времени, устанавливает на выходе пикового детектора напряжение равное нулю и замыкает аналоговый ключ. Процесс возбуждения колебаний в замкнутой цели повторяется, и где — время спада колебаний; с — скорость распространения ультразвука в исследуемой среде.

Частотомер 7 предназначен для контроля частоты автокояебаний.

В данном устройстве колебания передаточной функции перестраиваемой линии задержки и-полосового усилителя не влияют на характер спада акустических колебаний в ка åðå после срыва автоколебательного процесса, что обеспечивает повышение точности измерений коэффициента поглощения ультразвука в . слабопоглощающих средах Устройство обеспечивает автоматическую стабилизацию частоты акустических колебаний, определяемую геометрическими характеристиками акустической камеры, что также повышает точность из-. мерений °