Устройство для измерения скоростираспространения ультразвуковых ko-лебаний

Устройство для измерения скоростираспространения ультразвуковых ko-лебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i ц 794482

Gaea Советских оциалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.79 (21) 2704850/25-10 с присоединением заявки № (51) M. Кл.

G 01N 29/00

G 01Н 5/00 т (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 534.6.08 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. )К. Виксна, Ю. В. Грудулис и 3. А. Жихарс (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро научного приборостроения

Института механики полимеров АН Латвийской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

РАС П РОСТРА Н ЕН ИЯ УЛ ЪТРАЗ ВУКО ВЪ|Х

КОЛ ЕБАН И Й

Изобретение относится к области исследований физических свойств веществ с помощью ультразвуковых колебаний и может найти применение в научно-исследовательских лабораториях и промышленности.

Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, основанное на измерении времени прохождения колебаний определенного расстояния с последующим расчетом скорости распространения. Это устройство содержит генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, коммутаторы, триггер длительности, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, блок усреднения, опорный генератор, схему совпадения (1).

Однако в этом устройстве точность измерения, обусловленная величиной порога срабатывания устройств формирования длительности временных интервалов, невысокая. Устройство также характеризуется невысокой помехоустойчивостью, Наиболее близким по технической сущности к описываемому является устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, содержащее генератор зондирующих импульсов, который через коммутатор соединен с излучателями, приемники, подключенные к усилителям, и индикатор (2).

Точность измерения интервала времени ограничивает разрешающая способность

5 электроннолучевой трубки, а главное, субьективные качества оператора, совмещающего на электроннолучевой трубке два сигнала.

Целью изобретения является повышение

10 точности и сокращение времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено генератором шума, блоком опорного напряжения, компараторами, генератором тактовых импульсов, схе15 мой антисовпадений, арифметическим блоком, блоком усреднения и блоком управления, причем первые входы компараторов соединены с выходами усилителей, вторые — с выходом блока опорного напряжения, а третьи — с выходом генератора тактовых импульсов, выходы компараторов подключены к первому и второму входам схемы антисовпадений, выход которой через арифметический блок и блок усреднения подключен ко входу индикатора, третий вход схемы антисовпадений подключен к выходу генератора тактовых импульсов, четвертый — к блоку управления, соединенному с генератором зондирующих импуль794482 д

1О

Зэ

00 сов, коммутатором, усилителями, компараторами, арифметическим блоком и блоком усреднения, а выход генератора шума подключен ко входу генератора зондирующих импульсов.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1 шума, генератора 2 зондирующих импульсов, коммутатора 3, излучателей 4 и 5, приемников

6 и 7, широкополосных усилителей 8 и 9, компараторов 10 и 11, блока 12 управления, генератора 13 тактовых импульсов, схемы

14 антисовпадений, блока 15 арифметического, блока 16 усреднений, блока 17 индикации, источника 18 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства блок 12 управления вырабатывает сигнал, устанавливающий узлы устройства в исходное состояние, и подготавливается цепь запуска генератора 2 зондирующих импульсов, который запускается импульсами генератора 1 шума. По выбранному ранее направлению прозвучивания коммутатор 3 подключает к генератору 2 зондирующих импульсов излучатель 4 или 5. Ультразвуковые колебания, прошедшие через исследуемую среду, поступают на приемники 6 и 7, преобразуются в электрический сигнал и подаются на входы широкополосных усилителей 8 и 9. Усиленный сигнал поступает на входы компараторов 10 и 11, где в моменты поступления импульсов от генератора 13 тактовых импульсов сравнивается с опорным напряжением, поступающим от источника 18 опорного напряжения, а также на блок 12 управления, который выделяет первые полупериоды полученных сигналов, формирует импульс разрешения и совместно со счетчиком циклов (в схеме не указан) управляет схемой 14 антисовпадений. Блок 12 управления выдает сигнал широкополосным усилителем 8 и 9 для уравновешивания амплитуд первых полупериодов сигналов определенной величины. После уравновешивания амплитуд с блока 12 управления поступает сигнал измерения на схему 14 антисовпадения и блок

15 арифметический. По достижении уровня U,„ïåðåäíåãî фронта входных сигналов на выходе компараторов 10 и 11 появляется сигнал, который поступает на входы схемы

14 антисовпадений, на другие входы схемы

14 антисовпадений поступают импульсы от генератора 13 тактовых импульсов и разрешающий сигнал от блока 12 управления.

Выход схемы 14 антисовпадений через блок 15, в котором временной интервал преобразуется в цифровой сигнал, соответствующий скорости распространения ультразвуковых колебаний при определенной базе, поступает на блок 16 усреднения, управляемый блоком 12 управления, где по измерению N циклов прозвучивания сигнал усредняется и поступает в блок 17 индикации.

Повышение точности измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний достигается применением измерения повторяющихся временных интервалов, управляемых генератором шума, с последующим их преобразованием в импульсную последовательность и усреднением.

Скорость определяется по выражению

V = (т/с), и И где l — длина базы, м;

F — частота генератора тактовых . импульсов, n — количество импульсов во временном интервале;

N — количество сумм и ров а нных временных интервалов.

Время измерения сокращается за счет того, что вручную производится установка определенной величины и уравновешивание амплитуд первых полуволн, последующее измерение и пересчет производится автоматически.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, содержащее генератор зондирующих импульсов, соединенный через коммутатор с излучателями, приемники, подключенные к усилителям, и индикатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, оно снабжено генератором шума, блоком опорного напряжения, компараторами, генератором тактовых импульсов, схемой антисовпадений, арифметическим блоком, блоком усреднения и блоком управления, причем первые входы компараторов соединены с выходами усилителей, вторые — с выходом блока опорного напряжения, третьи — с выходом генератора тактовых импульсов, выходы компараторов подключены к первому и второму входам схемы антисовпадений, выход которой через арифметический блок и блок усреднения подключен ко входу индикатора, третий вход схемы антисовпадений подключен к выходу генератора тактовых импульсов, четвертый — к блоку управления, соединенному с генератором зондирующих импульсов, коммутатором, усилителями, компараторами, арифметическим блоком и блоком усреднения, а выход генератора шума подключен ко входу генератора зондирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 577452, кл. G 01N 29/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 333462, кл. G 01N 29/00, 1972.

794482

Составитель Н. Бурбело

Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова

Техред А. Камышникова

Редактор О. Филиппова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 44/2 Изд. № 147 Тирам< 915 Подписное

1-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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