Способ непрерывного определенияскорости распространения ультра-звука

Способ непрерывного определенияскорости распространения ультра-звука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()832446 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 09. 78 (21)2668235/25-28 с присоелинениеи заявки № (23) Приоритет (5 l ) M. Кл.

G .01 N 29/00//

G 0l Н 5/00

Гооударствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 05. 81 Бюллетень ¹ 19 (53) УДК621.888. (088. 8) Дата опубликования описания 23. 05. 81 ( (72) Авторы изобретения

И. А. Чернобай и А. С. Шиляев

1 ч Tl т,4

4 (: .

Научно-исследовательский институт прикладных физическйх проблем Белорусского государственного 11нивефеитета им.Ленина и Белорусский институт механизаций=сельскттгсг хо яйства (71) Заявители (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к виброакустическим измерениям и может быть использовано для исследования и контроля физико-химических свойств и состава различных сред, веществ и материалов.

Известен способ непрерывного определения скорости распространения ультразвука (lj.

Существенным недостатком способа I0 является низкая точность определения скорости распространения ультразвука.

Наиболее близким к предлагаемому по .технической сущности является t5 способ непрерывного определения скорости распространения ультразвука, заключающийся в том, что сравнивают время распространения ультразвуковых сигналов в исследуемой среде со временем распространения электрических сигналов в эталонной линии задержки, имеющих периоды следования, обеспечивающие полное затухание реверберационных помех в акустической среде и полученный результат используют для определения скорости распространения ультразвука (2).

Недостатки указанного способа— низкая точность и малая оперативность измерения.

Цель изобретения — повышение точности и оперативности измерения.

Указанная цель достигается тем, что после сравнения сигналов по времени осуществляют их селекцию путем запрета одного из сигналов другим сигналом, по которому затем формируют нормированные импульсы, и этими импульсами изменяют параметры линии задержки до времени, соответствующему распространению сигнала в исследуемой среде-и по параметрам линии задержки при этом времени судят о скорости распространения ультразвука в среде.

На фиг, 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ;

832446

20 ня фиг. 2 — временные диаграммы сигцалон, поясняющие работу схемы.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, акустический преобразонател ° 2, состоящий иэ излучателя и приемника, связываемых с контролируемой средой, усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления (ЛГУ), формирователь 4, временной селектор 5, первый ждущий генератор 6 импульсов, калиброванную линию 7 вре— менной задержки сигналов (ЛВЗС), формирователь 8, второй ждущий генератор 9 импульсов, схему 10 взаимного запрета, полярный детектор 11 с фильтром, соединенный с первым и вторым ждущими генераторами 6 и 9 импульсов, усилитель 12 и исполнительный механизм !3, соединенные последонател .но и связанные с калиброван—

;ой линией 7 нременнои задержки, и р;-1.-.ширитель 14 импульсов, соединенный со вторым входом временного селе-.ягора 3.

С! особ непрерывного определения

:р >;:ти распространения ультра:ну,я заключается н том, что с Ilo мо; ;,:in генератора 1 импульсов выра— бег :1нают корсткйе запускающие им— пульси, подаваемые одновременно на акустический преобразователь 2 и г. .ii:-ипо 7 временной задержки сигналов, ь:;омент t . Период повторения Тц импульсов генератора I устанавли— настоя значительно больше времени распространения ьр акустического сигнала в контролируемой среде, т.е °

Т >р Ср, это необходимо для защиты 6. охи м измерения от действия ренерберационных помех. Импульс, снимаемый;, генератора 1 длительностью 7 1 в момент времени t возбуждает излучатель 2 преобразователя, который излучает ультразвуковой сигнал, про/ ходящий за время ср акустически контролируемую среду и преобразующийся затеи приемником преобразователя 2 в электрический сигнал. Приня-,ый сигнал усиливается в широкополосном усилителе 3 с АРУ до заданной величины. Усиленный импульс, сформирон анный в короткий запускающий сигнал, проходит через временной селектор 5 на вход ждущего генератора

6 импульсов.

Одновременно с возбуждением излучателя преобразователя 2 в момент времени т0 импульс генератора I

Зо

4 поступает на вход IВЗС, которую проходит за время ьз, затем формируется и поступает на вход ждущего генера;ора 9 импульсов. В результате на входе ждущего генератора 6 в момент времени t„ oáðÿçóåòñÿ импульс, задержанный на время р относительного момента t 0 подачи возбуждающего импульса, а на входе ждущего генератора 9 н момент времени t> — импульс, задержанный на время С относительно

Дальнейшая работа устройства зависит от временного соотношения между импульсами, полученными на выходах формирователей 4 и 8, и от времени распространения ультразвука через контролируемую среду, связываемую излучатель и приемник преобразователя 2, и от величины задержки сигнала в ЛВЗС 7.

В случае, когда устройство разбалансировано таким образом, что импульсы поступают на вход ждущего генератора 9 импульсов раньше, чем импульсы на вход ждущего генератора

/Ъ

6 импульсов, т. е. — < p срабатываетт ждущий генератор 9 импульсов, и через логическую схему 10 взаимного запрета блокируется ждущий генератор 6 импульсов таким образом, что он не может запуститься от импульса, поступающего на его вход. Следовательно, на один иэ входов полярного детектора 11 подаются только импульсы от ждущего генератора 9 импульсов и на выходе полярного детектора ll с фильтром образуется постоянное напряжение величиной — ОА, которое посредством усилителя 12 сигнала рассогласования приводит в действие исполнительный механизм .13, воздействующий яа ЛВЗС 7 так, что линия 7 уверю I личивает время до величины = i p

Если же устройство раз ялянсировяно в другую сторону и 7 >7р то запускающие импульсы поступают раньше на вход ждущего генератора 6 импульсов, который срабатывает и посредством схемы 10 взаимного запрета блокирует генератор 9 импульсов, В этом случае на выходе полярного детектора II образуется положительное напряжение + Од, которое приводит н действие исполнительный механизм 13 посредством которого уменьшается в ЛВЗС 7 до величины 7 =7pВеличина скорости ультразвука отсчи832446 тывается по регистрирующему устройству исполнительного механизма !3.

Временной селектор 5 в том и другом случае не пропускает все реверберационные сигналы, поступающие через время меньшее и большее, чем р .Это достигается выбором временных ворот селектора 5 .в пределах пропускания сигнала t

/

) 0,2 L>

"Запрет" от схемы 10, так как генератор 6 импульсов в квазнустойчивом состоянии и при запрещающем сигнале является нечувствительным к запускающим импульсам, поступающим на его вход.

Установленные при помощи автоматической подстройки параметры линии 7 задержки соответствуют времени распространения электрических сигналов в линии 7, равном времени распространения ультразвука в контролируемой среде. В результате становится возможным скорость распространения ультразвука отсчитывать по конкретным значениям электрических параметров, например по величине распределенной по линии 7 емкости, которая является функцией времени задержки.

Эффективность способа состоит в том, что изменение параметров линии задержки производят автоматически и собственные параметры линии задержки определяют с высокой степенью точности, что в результате повьш ает точность и оперативность измерения.

Формула изобретения

Способ непрерывного определения скорости распространения ультразву-!

О ка, заключающийся в том, что сравнивают время распространения ультразву— ковых сигналов в исследуемой среде со временем распространения электрических сигналов в эталонной линии !

5 задержки, имеющих периоды следования, обеспечивающие полное затухание реверберационных помех в акустической среде и полученный результат используют для определения скорости рас20 пространения ультразвука, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности измерения, после сравнения сигналов по времени осуществляют их селекцию

25 путем запрета одного из сигналов другим сигналом, по которому затем формируют нормированные импульсы, и этими импульсами изменяют параметры линии задержки до времени, соответствующему распространению сигнала

s исследуемой среде и по параметрам линии задержки при этом времени судят о скорости распространения ультразвука в среде.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 379833, кл. G 01 М 5/00, 1962.

2. Авторское свидетельство ССС1

Ф 514236, кл. G 01 М 29/60, 1972 (прототип).

832446

Составитель А. Шман

Редактор Н, Пушненкова Техред Е.Гаврилешко Корректор О.Билак

Заказ 4081/87 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП. "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4