Интерферометр для измерения поглощения ультразвука в жидкостях и газах
Патент 530242
Авторы
Классы МПК
Интерферометр для измерения поглощения ультразвука в жидкостях и газах
Иллюстрации
Реферат
(») З 30242
ОЛ ИСАМИЕИЗОБРЕТЕЙ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02,75 (21) 2105860/10 с присоединением заявки № ! (23) Приоритет (51) M. Кл.
C 01 М 29/00 йсудврственный немитет
Совета Миниетрев СССР па делам изобретений и етирытий (43) Опубликовано З0.09.76,Бюллетень %88
Ф) Д 820,179.18 (088.8) (45) Дата опубликованчя описания 02.02.77 (72) Авторы изобретения
В. А, Сукацкас и И. П. Пукас (7 ) g >Hb Каунасский политехнический :нс игут им: Анганаса Снечкуса
<54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ПОГЛОИЖНИЯ У ПэТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ
Изобретение относится к устройствам для измерения параметров жидких и газообразных веществ, в частности для измерения коэффициента поглощения ультразвука, и может быть использовано для контроля в химической, пищевой и других областях промышленности и в научных исследованиях.
Известен ультразвуковой интерферометр, содержащий последовательно соединенные диапазонный генератор, камеры постоянной 1О длины с преобразователями, усилитель-детектор, блок формирования резонансных пиков, блок настройки генерагора и блок селекции.(1)
Известен также ульгразвуковой ингерфе- 15 рометр, снабженный реверсивным счетчиком, подключенным через к почевую схему к выходу диапазонного генератора, и ждущим генератором стабильной базы времени, подключенным к ключевой схеме. (2)
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт переменной длины, состоящий из по- 25 следовательно соединенных генератора элек— грических колебаний стабильной частоты, камеры с двумя преобразователями и усилителя, а гакже блок перемещения преобразователя и измеригельный прибор. 3)
Г
Недостатком известного усгрэйства является то, что коэффициент поглощения уль— тразвука очределяют измерением экстре— мальных значений модуля BblxogEQI.o напряженля интерферометра и соответствующими вычислениями. Таким образом, известное устройство не является прямопоказывающим и зме рите льны м устройств ом, Целью изобретения является осуществле— ние непосредственного цифрового измерения поглощения ультразвука.
Указанная цель достигается тем, что интерферометр содержит схемы определения момента максимального выходного напряжения и уровня 0,707 от максимального, выходы которых подключены ко входам основного триггера, последовательно соединенные генератор импульсов стабильной частоты, селектор и реверсивный счетчвк †индикатор с переклочателем режима сложения
530242 и вычитания, а также триггер четности, подключенный между выходoM схемы опредс Icния момента максимальногэ выхэдчого напряжения и переключателем реверсив,.эго счетчика, при этом выход эсновнэгo pигге- 5 ра подключен на вход управления селектором.
На чертеже изображена блок-схема предложенного интерфе роме rpa.
Интерферэметр содержит генератор 1 стабильных электрических колебаний, подклю— ченный к пьезоизлучателю 2, вмонтированному в камеру 3 интерферометра, пьезоприемник 4, передвигаемый посредством блока 5 перемещения и подключенный K входу
15 усилителя 6. Выход усилителя 6 соединен со входом схемы 7 определения момента максимального выходного напряжения и со входом схемы 8 определения уровня 0,707
2О эт максимального. Схема 7 определения момента максимального напряжения составлена, например, из дифференцирующего устройства и порогового элемента, а схема определения уровня 0,707 or максимального—
И например, из двух детекторов противоположной полярности, нагруженных делителем ". соотношением сопротивлений плеч 1:0,707 и схемы сравнения. Выходы схем 7 и 8 подключены к раздельным входам основного триггера 9, а выход схемы 7 — также к счетному входу триггера 10 четности. Генератор 11 импульсов стабильной частоты через селектор 12 и переключатель 13 режима сложения или вычитания соединен с реверсивным счетчиком-индикатором 14.
Выход основного триггера 9 подключен на управление селектором 12, а выход григ— гера 10 четности соединен с переключате— лем 13 режима сложения или вычитания ре- 4О версивного счетчика-индикатора 14.
Устройство работает следующим образом.
Генератор 1 вырабатывает высокочастотное напряжение, подаваемое на обкладки пьезоизлучателя 2. Ультразвуковые волны, излучаемые пьезоизлучателем 2, распространяются в исследуемом веществе в камере 3 и при достижении пьезоприемника4 частично отражаются от него, а частично преобразуются им в электрические колебания, усиливаемые усилителем 6. Блок 5 перемещения начинает сближать пьезопреобразователи. Каждый раз, когда в столбике среды между пьезоизлучателем 2 и пьезоприемником 4 возникает акустический резонанс, напряжение между обкладками пьезоприемника 4 возрастает, образуя резонанс— ный пик. При равномерном изменении расстояния между пьезопреобразователями уве- 6р личение выходного напряжения повторяется через равные промежутки времени, соответствующие изменению длины на половину ьолны. В каждый момент времени, соответ/ ствуюший м»;::.. г.1аль oму в пределах одного акустиче .;"",=: pàзэнанса) выходному напряжению пьезэприемиика 4 и усилителя 6, срабатывает схема 7 определения мэмента максимальнэгэ выходного напряжения. Сигналом со схемы 7 перебрасываются триггеры 9 и 10. При дальнейшем перемещении пьезэприемника 4 Bblxoglloe напряжение усилителя 6 падает и в мо:лент спадания его до уровня 0,707 эт максимального срабатывает схема 8 определения уровня 0,707.
Импульсом со схемы 8 триггер 9 возвращается в исходное состояние, Таким образом, BQ выходе триггера 9 вырабатываются импульсы, по длительности равные половине ширины резонансных пиков эгибаюшей выходного напряжения усилителя 6, Эти импульсы посредством селектора 12 разрешают поступление импульсов стабильной частоты с выхода генератора 11 на реверсивный счетчик-индикатор 14. Переключатель
13 режима сужения или вычитания управляется триггером четности 10 таким образом, чтэ в течение полуширины первого и каждого нечетного пика в счетчике-индикаторе происходит суммирование, а в течение полуширины второго и каждого четного пика — вычитание. Поскольку при сближении пьезопреобразователей резэнансные пики сужаются, после заданного четного количества резонансных пиков в счетчике— индикаторе набирается сумма, пропорциональная изменению ширины пиков за пройденное пьезоприемником 4 расстояние. Ширина пиков однозначно связана с коэффициентом поглощения ультразвука в исследуемом веществе, чтэ позвэляет получить на табло счетчика-индикатора цифровое значение коэффициента поглощения ультразвука путем подбора скорости перемещения пьезоприемника 4 и частоты генератора 11 импульсов.
Ф ормула изобретения
Интерферометр для измерения поглощения ультразвука в жидкостях и газах, содержащий электроакустический тракт переменной длины и блок перемешения преобразователя, отличающийся тем, что, с целью непосредственного цифрового измерения, он содержит схемы определения момента максимального выходного напряжения и уровня 0,707 от максимального, выходы которых подключены Ко входам основного rparrepa, последовательно соедипенные генератор импульсов стабильной частоты, селектор и реверсивный счетчик-индикатор с переключателем режима сложенчя и вычитания, а также триггер четности, подключенный между выходом схемы определения момента максимального выходного напряжения и переключателем реверсивного счетчика, при этом выход основного григгера подключен на вход управления селектоРоМ- l0
Источники инфоомации, принятые во внимание при экспертизе.
1 КОСЕ Wi пбъОЛ Х. Hc)Q(го И 8 5yxl/
1 11 6 . с а е г с о г е i n t p. г 1 е г о - е 1 г р т о с . с ПЕ Е 1 97 61 6 1 с 135137.
2, Авт.св. CCCP =459 1 к,t, ..-0 N
9/00, 09.02. 73.
3. Колесников Л. Е. Ультраз уковые пав мерения, М„ Изд-во стандартов. 19 О, с. 96 (прототип).
Составитель Е, Артамонова
Редактор Е. Дайч Техред А. 11емья:-:ова Корректор -, олдижар
Заказ 5219/648 Тираж 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, .4