Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 493725

Союз Советских

Сокиалистичеаких

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 26.06.74 (21) 2038641/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 26.02.76 (51) М. Кл. G 01п 29, 00 осударстеенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.286(088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Сукацкас

Каунасский политехнический институт им. А. Снечетуса

f е (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЪТРАЗВУКА

Изобретение относится к устройствам для измерения акустических параметров жидких, газообразных и твердых веществ, в частности для измерения коэффициента поглощения ультразвука и может быть использовано для контроля в химической, пищевой и других обл а стях промышленности.

Известно устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра постоянной длины, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую цепь генератора высокочастотных колебаний, камеры интерферометра с двумя преобразователями, усилителя, схемы определения уровня

0,707 от максимального и блока настройки частоты, измеритель девиации частоты, состоящий из последовательно соединенных преобразователя частоты, преобразователя частота — напряжение, усилителя-детектора низкой частоты, индикатора, и подключенный к выходу генератора высокой частоты.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при измерении возникает систематическая погрешность, обусловленная изменением скорости ультразвука в среде во время измерения. Показания индикатора пропорциональны девиации частоты, равной полосе пропускания резонирующего столбика вещества и не зависят от значения средней частоты ультразвука, в то время как измеряемый коэффициент поглощения. прямо пропорционален девиации частоты и обратно пропорционален средней частоте ультразвука.

5 Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что преобразователь частота — напряжение выполнен в виде последовательно соединенных формирователя, 10 селектора одиночных импульсов и фильтра низкой частоты, а второй вход селектора одиночных импульсов через второй формирователь подключен к выходу генератора высокой частоты.

15 На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука содержит электроакустический тракт интерферометра постоян20 ной длины, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую цепь генератора 1 высокочастотных колебаний, пьезоизлучателя

2, камеры 3, пьезоприемника 4, усилителя 5, схемы 6 определения уровня 0,707 от макси25 мального и блока 7 настройки частоты, а также измеритель девиации частоты, подключенный к выходу генератора высокой частоты. Измеритель девиации частоты состоит из формирователя 8, селектора 9 одиночных им30 пульсов, преобразователя частоты 10 и друго493725

3 го формирователя 11, а также фильтра низкой частоты 12, усилителя-детектора низкой частоты 13 и индикатора 14.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотное напряжение, вырабатываемое генератором 1, подается на пьезоизлучатель 2, который преобразует его в ультразвуковую волну, распространяющуюся в веществе, помещенном в камере 3. Ультразвуковые колебания принимаются пьезоприемником 4, преобразующим их в электрический сигнал, который после усиления в усилителе 5 поступает на схему определения уровня 0,707 от максимального, Частота генератора непрерывно изменяется под действием блока 7 настройки частоты. Всякий раз, когда напряжение на выходе усилителя 5 спадает до уровня 0,707 от максимального, схема 6 вырабатывает управляющий сигнал, под действием которого с помощью блока настройки частота генератора 1 начинает изменяться в противоположную сторону. В результате величина девиации частоты генератора равна полосе пропускания камеры интерферометра на уровне 0,707 при данном акустическом резонансе.

Одновременно выходное напряжение генератора 1 поступает на формирователь 8, в котором формируется в импульсы калиброванной формы и амплитуды, подаваемые на вход селектора 9 одиночных импульсов. Высокочастотное напряжение генератора 1 также поступает на вход преобразователя частоты 10, В преобразователе напряжение генератора смешивается с напряжением высокостабильного гетеродина и выделяется напряжение разностной частоты, модулированный по тому самому закону и с той девиацией, как и частота ультразвука.

Среднее значение разностной частоты значительно меньше среднего значения частоты ультразвука. Напряжение разносгной частоты формируется в импульсы формирователем

11 и поступает на вход запуска селектора 9 одиночных импульсов. Таким образом, селектор 9 запускается один раз в течение каждого периода разностного напряжения и пропускает на выход один импульс, длительность которого равна полупериоду ультразвуковых колебаний. Средняя составляющая выходных импульсов селектора 9, выделяемая фильтром низкой частоты, в каждый момент времени прямо пропорциональна разностной частоте и обратно пропорциональна средней частоте ультразвукова. Следовательно выходное напряжение фильтра 12 содержит постоянное напряжение, зависящее от средних значений разностной частоты и частоты ультразвуковых колебаний, и переменную составляющую, по форме повторяющую закон частотной модуляции ультразвуковых колебаний. Амплитуда переменной составляющей прямо пропорциональна девиации частоты ультразвука и обратно пропорциональна средней частоте его. Эта переменная составляющая выходного напряжения фильтра 12 усиливается и детектируется усилителем-детектором 13 и поступает на измерительный прибор 14, градуированный в единицах коэффициента поглощения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра постоянной длины, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую цепь генератора высокочастотных колебаний, камеры интерферометра с двумя преобразователями, усилителя, схемы определения уровня 0,707 от максимального и блока настройки частоты, измеритель девиации частоты, состоящий из последовательно соединенных преобразователя частоты, преобразователя частота— напряжение, усилителя-детектора низкой частоты, индикатора, и подключенный к выходу генератора высокой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, преобразователь частота — напряжение выполнен в виде последовательно соединенных формирователя, селектора одиночных импульсов и фильтра низкой частоты, а второй вход селектора одиночных импульсов через второй формирователь подключен к выходу генератора высокой ча стоты.

493725

Редактор Н. Батурина

Заказ 178/10 Изд. № 2001 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Г ! ! ! ! !

1 !

Составитель В. Антипов

Техред Е. Митрофанова Корректор М. Лейзерман