Измеритель скорости ультразвука

Измеритель скорости ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресттублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 901892 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.01,80 (21) 2872837/25-10 с присоединением заявки J4 (23) Приормтет—

Опубликовано 30.0l.82, Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 05.02.82 (51)М. Кл.

G Ol N 29/00 аевудиРетиеииый кемитет

СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 534,22 (088.8) аявнтель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к ультраэвуко вой контрольно-измерительной технике и

I может быть использовано, например, при определении параметров высокотемпературных газовых потоков.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука содержащее генератор непрерывных колебаний, генератор импульсов высокой частоты, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, усилитель, генератор видеонмпульсов и тО электронный счетчик Ш.

Существенным недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, вызванная искажениями формы принятого акустического сигнала при контро15 ле сред с флуктуирующими параметрами и сильным затуханием, например, потоков высокотемпературных газов..

Наиболее близким по технической сущ20 ности к предлагаемому является измеритель скорости ультразвука, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор возбуждающих импуль- . сов, излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, приемник, а также устройство регулируемой задержки, устройство адаптивной задержки и импульсный селектор, причем первый вход устройства адаптивной задержки соединен с выходом приемника, а второй вход через ус гройс гво регулируемой задержки и импульсный селектор соединен с выходом генератора Г2).

Недостатком этого измерителя также является недостаточная точность и помехоустойчивость.

Цель изобретения - повышение точности н помехоустойчивости измерения. .Указанная цель достигается тем, что в известном измерителе скорости ультразвука, содержащем электроакусгически последовательно соединенные генорагор возбуждающих импульсов, излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, приемник; а также первый временной селектор, дополнительно введены последовательно соединенные коммутатор, втой ой

3 90189 временной селектор, измеритель временHbIx интервалов и вычислитель, а генератор- возбуждающих импульсов выполнен в виде тактового генератора, генератора пилообразного напряжения и генератора уп равляемой частоты, причем выход тактового генератора непосредственно подключен к первым входам генератора управляемой частоты, коммутатора, первого временного селектора и ко вторым входам 30 второго временного селектора, измерителя временных интервалов и вычислителя, а также через генератор пилообразного напряжения и генератор управляемой частоты ко второму входу коммутатора, вы- 15 ход приемника через первый селектор подсоединен к третьему входу коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 — временные щ эпюры, поясняюшие его работу.

Измеритель содержит генератор l возбуждающих импульсов, соединенный с излучающим ультразвуковым преобразоватепем 2. Приемный ультразвуковой преобразо-у5 ватель 3 соединен с приемником 4, выход которого подключен ко второму входу первого временного селек тора 5. Измеритель содержит последовательно соединенные коммутатор 6, второй временной селектор 7, измеритель 8 временных интервалов и вычислитель 9. Генератор 1 возбуждаюших импульсов 1 содержит тактовый r оператор 10, генератор 1 1 пилообразного напряжения и генератор 12 уп35 равляемой частоты. Выход тактового ге нератора 10 непосредственно подключен к первым входам генератора 12 управляемой частоты, коммутатора 6, первого временного селектора 5 и ко вторым входам второго временного селектора 7, измерителя 8 временных интервалов и вычислителя 9, а через генератор 11 пилообразного напряжения и гецератор

12 управпяемой частоты - ко второму входу коммутатора 6. Выход временного селектора 5 соединен с третьим входом коммутатора 6.

По окончании импульса 13 выход коммутатора 6 подключается к выходу первого временного селектора 5, который в это время открывается, В селекторе 5 выделяется принятый сигнал 16 и ограничивается по амплитуде. На выходе се лектора 5 образуются прямоугольные импульсы, длительность которых соответственно равна длительности положительных полупериодов возбуждающего сигнала 15, Таким образом, на выходе селектора 7 образуется сигнал 18 в тот момент времени, когда длительность входного импульса равна времени селекш и селектора 7 (например, по окончании третьего импульса), Поскольку временное положение каждой точки сигнала 16 сдвинуто относительно соответствующей точки сигнала 15 на время У, равное времени прохождения ультразвуковой волны в ис50 следуемой среде, можно считать, что на вход измерителя 8 временных интервалов поступают импульсы 17 и 18 с временным сдвигом t",На выходе измерителя 8

Измеритель работает следуюшим образом.

B начальный момент времени t (фиг. 2, 13) тактовый генератор 10 вырабатывает импульс, длительность которого выбрана меньшей врвмени прохождения ультразвуковой волны через исследуемую среду. Этот импульс поступает на вход генератора 11 пилообразного напряжения, на выходе которого образует2 4 ся возрастающее напряжение (фиг. 2,14).

Одновременно импульсом 13 открывается генератор 12 управляемой частоты, частоту выходного сигнала (фиг. 2, 15) которого определяет возрастаюшее во времени напряжение 14 на его втором входе, Импульс 15 с переменной частотой запопнения поступает на излучатель

2, в котором преобразуется в акустический, проходит исследуемую среду и принимается принимавшим преобразователем

3. За счет воздействия мультипликативной помехи в исследуемой среде форма сигнала искажается (фиг. 2,16).

Одновременно во время действия импульса 13 с выхода тактового генератора 10 выход коммутатора 6 подключается к выходу генератора 1 возбуждающих импульсов, запускаются второй временной селектор 7 и измеритель 8 временных интервалов, вычислитель 9 сбрасывается в исходное состояние, а первый временной селектор 5 закрывается. При этом на первый вход второго временного селектора 7 поступает сигнал 15. Время селекции селектора 7 выбрано таким, чтобы на его выходе формировался сигнал (фиг. 2, 17) только при поступлении на его вход, полупериода определенной длительности

{например, по окончании третьего положительного полупериода). Выходным импульсом селектора 7 начинается отсчет времени задержки в измерителе 8 временных интервалов.

5 90 формируется прямоугольный импульс 19 длительностью, равной времени прохождения ультразвуковой волны в конь ролируемой среде.B вычислителе 9 по

Ф изв отпой базе измерения 8 и найденному значению времени прохождения i исчисляется скорость ультразвука 0 0/й

Измеритель скорости ультразвука позволяет повысить точность и помехоустойчивость измерений параметров сред с сильным затуханием и при наличии сильной мультипликативной помехи. Это позволяет более достоверно контролировать исследуемые среды, а также способствует более широкому внедрению ультразвуковых контрольно измерительных приборов.

Формула изобретения

Измеритель скорости ультразвука, содержащий эпектроакустически поспедовательно соединенные генератор возбуждающих импульсов, излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, приемник, а также первый временной селектор, отличающийся тем, что, с пелью увеличения точности и помехоэащи щенности измерений, в него введены последовательно соединенные коммутатор, второй временной селектор, измеритель

s временных интервалов и вычислитель, а генератор возбуждающих импульсов выполнен в виде тактового генератора, генератора пилообразного напряжения и генератора управляемой частоты, причем выход тактового генератора непосредственно подключен к первым входам генератора управляемой частоты, коммутатора и первого временного селектора, и ко вторым входам второго временного селектора, измерителя временных интервалов и вычислителя, а также через генератор пилообразного напряжения и генератор управляемой частоты — ко второму входу коммутатора, третий вход которого че20 рез первый временной селектор подключен к выходу приемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Колесников А. . Ультразвуковые

25 измерения. М, Стандарт, l970, с. 82.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 580498, кл. O Ol И 29/00, 1976 (прототип) .

901892

Составитель H. Бурбело

Редаимва Е. Панп Техред Г.Маточка KqppeKTep H. Стец

Заввв l. ЖИМ <52 Тираж S82 Йiщщмнее

ИИИМЙИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЗОЗЗ, Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4/5

Филиал ййй "Патент», r. Ужгород, ул. Ирвектная,