Измеритель скорости ультразвука

Измеритель скорости ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 !

О П И С А Н"-И" Й:"а80498

Союз Советских

Социапистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2366121/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 11.11.77 (51) М, Кл а G 01N 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232(088.8) (72) Авторы изобретения

Р,-И. Ю. Кажис, А. В. Рагаускас и С. И. Антанайтис

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к технике ультразвука и может найти применение при создании контрольно-измерительной аппаратуры.

Известны устройства для измерения скорости ультразвука, в которых используется импульсный метод (1). Однако эти устройства не точны при малых базах измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель скорости ультразвука, содержащий два ультразвуковых преобразователя с акустическими волноводами, к одному из которых подключен генератор, а к другому — приемное устройство (2). Однако это устройство также недостаточно точно.

Для увеличения точности измерения в предлагаемый измеритель скорости ультразвука введены устройство регулируемой задержки, устройство адаптивной задержки и импульсный селектор, причем первый вход устройства адаптивной задержки соединен с выходом приемника, второй вход через устройство регулируемой задержки и импульсный селектор соединен с выходом генератора, а выход — с входом генератора.

На фиг. 1 показана структурная схема описываемого измерителя; на фиг. 2 — временные диаграммы. иллюстрирующие его работу, Измеритель содержит генератор 1 возбуждающих импульсов, выход которого подключен к одному ультразвуковому преобразователю 2 с акустическим волноводом 3. Второй

5 ультразвуковой преобразователь 4 с акустическим волноводом 5 соединен с входом приемного устройства 6. Выход генератора соединен с входом импульсного селектора 7, выход которого .подключен к входу устройства

10 8 регулируемой задержки. Выход приемного устройства соединен с первым входом 9 устройства 10 адаптивной задержки, а выход устройства регулируемой задержки — со вторым входом 11 устройства адаптивной за15 держки, выход которого соединен с входом генератора возбуждающих импульсов.

Измеритель работает следующим образом, В начальный момент времени 4 (фиг. 2a) генератор 1 возбуждает преобразователь 2 и

20 одновременно запускает временной селектор

7. Во время действия электрического импульса ультразвуковой преобразователь 2 возбуждает в акустическом волноводе импульс, который торцом волновода излучается

25 в исследуемую среду, например в поток высокотемпературного газа (фиг. 2 б). Возбужденные ультразвуковые волны распространяются по исследуемой среде и через другой акустический волновод 5 принимаются ульт30 развуковым преобразователем 4. Принятый

580498

IIpIIc3IFlbIlil стройством 6 3 л1iт1 азвуковоЙ IIIiIпульс (фиг. 2 в) усиливается, проходит первичную обработку сигнала, в результате которой имеется временной сдвиг, равный т==-т,,+2т,+.с„, где т,— время задержки в электрических цепях и в приемнике 6, т„— время задержки в одном акустическом волноводе, т — время задержки сигнала в исследуемой среде.

Некоторая часть энергии излучаемых ультразвуковых колебаний отражается от граниIIII волновод — исследуемая среда из-за различия акустических импедансов преобразователя и среды. Отраженный ультразвуковой импульс (фиг. 2 г) преобразователем преобразуется в электрический, селектируется при помощи временного селектора 7 и поступает на вход устройства 8 регулируемой задержки.

Время задержки установлено равным т,. С выхода устройства 8 сигнал (фиг. 2д) поступает на второй вход 11 устройства 10 адаптивной задержки. На первый вход 9 устройства поступает сигнал, сдвинутый относительно импульса на втором входе на время прохождения ультразвука через исследуемую среду т. Временной интервал т (фиг. 2е) в устройстве 10 расширяется в I(раз, где

7(— постоянный коэффициент. Задний фронт расширенного импульса, длительность которого Кт (фиг. 2г1г), синхронизирует генератор 1.

При этом частота повторения гнератора определяется соотношением:

F=

° э+ K.л + 2-в

Коэффициент 1(выбран из условия Кт„))

))т,+2т, во всем диапазоне изменения т, Таким образом, предложенное устройство обеспечивает следующее преобразование:

F= л

В свою очередь измеряемый временной интервал т. можно представить как функцию

l скорости ультразвука —, где l — растоя11ис между акуcTilческими волноводами

3 и 5. При этом частота повторения выходнос го сигнала F =, т. е. прямо пропорциgl она скорости ультразвука С в исследуемой среде.

Устройство обеспечивает линейную зависимость между скоростью ультразвука в исследуемой среде и частотой повторения выходных импульсов при наличии устройства первичной обработки сигнала в синхрокольце, т. е. обладает повышенной помехоустойчивостью. При уменьшении расстояния между акустическими волноводами или при увеличении скорости ультразвука линейность преобразования не нарушается, что позволяет обеспечить высокую точность.

Формула изобретения

Измеритель скорости ультразвука, содер25 жащий два ультразвуковых преобразователя с акустическими волноводами, к одному из которых подключен генератор, а к другому— приемное устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения

30 и помехоустойчивости, в него введены устройство регулируемой задержки, устройство адаптивной задержки и импульсный селектор, причем первый вход адаптивной задержки соединен с выходом приемника, второй вход че35 рез устройство регулируемой задержки и импульсный селектор — с выходом генератора, а выход соединен с входом генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Авторское свидетельство СССР№461362, кл. G 01N 29/04, 1973.

2. Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. Издательство «Стандарт», M., 1970, с. 82.

580498

Чи2 !

Фиг. 2

Подписное

Заказ 2794/1 Изд. № 877 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Пирогов

Редактор С. Хейфиц Техред А. Камы)нникова

Корректоры: Л. Брахнина и О. Тюрина