Устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний

Устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ъ з

ВМ Ь и т о - х r:. l i ч е с к Ю тти0лпотан р1, <>i>$4922l

О П И СД--Н-Й-К

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. саид-ву— (22) Заявлено 19.04,77 (21) 2477509/18-23 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.- 6 01 S 11/00

Государственный комитет

СССР (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень М 48 по делам изобретений и открытий (53) УДЬ, 534.232:621..398 (088.8) (45) Дата опубликования описания 26.02.79 (72) Авторы изобретения

В. Т. Адов, А. H Кузнецов, А. Н. Серьезнов, А. А. Скотников и В. П. Стариков (71) З,аяв:игель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области ультразвуковых измерений .и может быть использовано в дальномерах и измерителях скорости распространения ультразвуковых колебаний. 5

Известно устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, содержащее передающий тракт, состоящий из генератора и излучателя, и приемный тракт, состоящий из приемника 10 ультразвуковых колебаний, амплитудного дискриминатора и селектора (1).

Недостаток такого устройства состоит в высокой погрешности измерений при амплитудных флуктуациях сигналов вследствие того, что амплитудный дискриминатор,имеет постоянный порог срабатывания.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устрой- 20 ство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, содержащее передающий тракт, состоящий из последовательно соединенных генератора и излучателя, и приемный тракт, состоящий 25 из последователвно включенных приемника ультразвуковых колебаний, селектора первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы памяти, а также измерителя временного интервала, вход сброса которо- ЗО го соединен с выходом генератора, и амплитудного дискриминатора, пороговый вход которого подключен к выходу схемы памяти 12).

Порог срабатывания амплитудного дискриминатора для каждой последовательности принимаемых колебаний устанавливают пропорциональным амплитуде первого полуперпода предыдущей последовательности принимаемых колебаний. Это приводит к уменьшению точности измерений при амплитудных флуктуациях сигналов из-за динамической ошибки формирования порога срабатывания амплитудного дискриминатора.

Цель изобретения — повышение точности измерений при амплитудных флуктуациях сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, содержащее передающий тракт, состоящий пз последовательно соединенных генератора и излучателя, и приемный тракт, состоящий из последовательно включенных приемника ультразвуковых колебаний, селектора первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы памяти, а также измерителя временного интервала, вход сброса которого соединен с выходом генератора, и ампли640221 гудного дискриминатора, пороговый вход которого подключен к выходу схемы памяти, введен селектор k-го импульса (k= 2, 3,, т), счетный вход которого соедине . с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизации подключен к выходу генератора, выход соединен со входом отсчета измерителя временного интервала, а сигнальный вход амплитудного дискриминатора подключен к выходу приемника lo ультразвуковых колебаний.

Такое выполнение устройства обеспечивает измерение времени распространения ультразвуковых колебаний по моменту прихода k-ro импульса последовательности, уровень дискриминации для которого пропорционален амплитуде первого импульса этой же последовательности. Вследствие этого амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не приводят к появлению динамической ошибки формирования порога срабатывания дискриминатора, результатом чего является повышение точности измерений времени распространения ультразвуковых колебаний.

На чертеже представлена функциональная схема устройства (ля измерения времени распространения ультразвуковых колебаний.

Устройство содержит передающий тракт, состоящий из последовательно соединенных генератора 1 и излучателя 2, и приемный тракт, состоящий из последовательно включенных приемника 8 ультразвуковых колебаний, селектора 4 первого полупериода з5 ультразвуковых колебаний и схемы 5 памяти, а также амплитудного дискриминатора

6, селектора 7 k-ro импульса (lг=2, 3 т), и измерителя 8 временного интервала.

Пороговый вход 9 амплитудного дискрими- gp натора б подключен к выходу схемы 5 памяти, сигнальный вход 10 — к выходу приемника 8 ультразвуковых колебаний, а выход соединен со счетным входом 11 селектора 7 k-го импульса. Вход 12 синхрониза- 45 ции селектора k-го импульса подключен к выходу генератора 1, а выход соединен с входом 18 отсчета измерителя 8 временного интервала, вход 14 сброса которого подключен к выходу генератора I. 50

Работает устройство следующим образом.

С помощью излучателя 2 в среду излучаются последовательности ультразвуковых колебаний, которые, достигнув приемника 55

8 ультразвуковых колебаний, преобразуются в электрические сигналы. Селектор 4 выделяет из последовательности сигналов первый полупериод, а схема 5 памяти формирует постоянное напряжение, определяю- 50 щее порог срабатывания амплитудного дискриминатора б, которое пропорционально амплитуде первого полупериода. Амплитудный дискриминатор 6 формирует из последовательностей синусоидальных колебаний 55 последовательности прямоугольных импульсов, которые поступают на счетный вход 11 селектора 7 k-ro,импульса. С помощью измерителя 8 временного интервала определяется временный интервал между поступлением сигнала на вход 14 сброса с генератора 1 и k-го импульса на вход 13 отсчета. Систематическая ошибка измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, вызванная отсчетом по k-му импульсу может быть учтена, если известна частота принимаемых колебаний и номер импульса, по которому производится отсчет.

Поскольку к моменту прихода k-Io импульса каждой последовательности порог срабатывания амплитудного дискриминатора б уже сформирован схемой 5 памяти пропорционально амплитуде первого полупериода этой же последовательности, то амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не приводят к возникновению динамической ошибки формирования порога срабатывания амплитудного дискриминатора б.

Таким образом, устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний позволяет повысить точность измерений при амплитудных флуктуациях сигналов. С его помощью можно с высокой точностью производить измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний, расстояний в средах с переменным коэффициентом затухания акустических волн, эхолокацию преград с переменным коэффициентом отражания ультразвука, а также эхолокацию быстродвижущихся объектов.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, содержащее передающий тракт, состоящий из последовательно соединенных генератора и излучателя, и приемный тракт, состоящий из последовательно включенных приемника ультразвуковых колебаний, селектора первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы памяти, а также измерителя временного интервала, вход сброса которого соединен с выходом генератора, и амплитудного дискриминатора, пороговый вход которого подключен к выходу схемы памяти, отлича ющееся тем, что, с целью повышения точности измерений при амплитудных флуктуациях сигналов, в него введен селектор k-го импульса (k=2,3,..., т), счетный вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизации подключен к выходу генератора, выход соединен с входом отсчета измерителя временного интервала, а сигнальный вход амплитудного дискриминатора

64022!

Составитель В. Телятников

Текред С, Антипенко

Корректор С. Файн

Редактор Е. Караулова

Заказ 1006/1565 Нзд. № 796 Тираж 666 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» подключен к выходу приемника ультразвуковых колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Горбатов А. А., Рудашевский Г. Е.

Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде. М., «Энергия», 1973, с. 111 †1, 118 †1, 126 †1, 130 — 132, 134 — 139.

5 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 402734, кл. G 01 В 17/00, 1971.