Ультразвуковой интерферометр для измерения плотности

Ультразвуковой интерферометр для измерения плотности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

601 и 29/00

3Ьеудерстек««ы6 кем«тет

СССР ао делам «аебрете«««

« открыт«« р

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень №27 (53) УД К534. .14(088.8) Дата опубликования описания 25.07 82

В. А. Cyzamac и Э. В. Станкявичюс

4

Ф

Каунасский политехнический ннст ут им, Антанаса Снечкуса (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть исполт, эовано для исследования параметров же » костей.

Известно ультразвуковое устройство

5 дпя измерения плотности, содержаптее пьезопреобразоватепь, измерительный и ксмпенсапионный каналы, генератор зонди-: рутотцих импульсов, усилитель и вычислительный блок (1) . то

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой иатерферометр для измерения плотности, содержащий последовательно соединенные блок настройки частоты, генератор эонднрутотштх импульсов, излучающий и щ61 20 . емный пьезопреобраэоватепи, усялнтель и формирователь, блок вычитания н выатслитепьный блок, вход которого сое,тетнен с выходом блока вычитания (2) .

Недостатком известного интерферометра явпяется сложность устройства и вязкая точность измерения, связанные с тем, что в нем плотность определяют по сравнению ампттнтуды ультразвуковых вопи, прсшедших через контролируемую и эталонную среды.

Цель изобретения — упращение устройства и повышение точности.

Поставленная цепь достигается тем, чго ультразвуковой интерферометр снабжен последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которой подключен к выходу усилителя, ютючом, второй схемой запоминания, выход которой соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первой схемы запоьинания и вторым входом вычислительного блока, а третий вход последнего соединен с выходом формирователя н вторым входом

Бтточа в

На фп. 1 показана блок-схема предлагаемого интерферометра; на иг. 2— двумя пиками, равняется приращению амплитуды резонансного пика.

Вычислительный блок 11, выполненный в виде измерителя отношений постоянных напряжений, запускается сигналом формирователя 12 в промежутке между

XGQCBMR

Разность напряжений ЬО тем больше, чем меньше полоса пропускания AF пьезопреобразователей и чем бсатьше величина Ь | . Полоса пропускания пьезопреобразователей ЬF прямо пропорциональна удельному акустическому сопротивлению рС нагружакиней их исследуемой среды, а ЬУ - прямо пропорциональна скорости

С ультразвука Ъ в среде. Таким образом, получаем соотношение где p - плотность среды; К - коэффициент прсаордиональности. Учитывая обшеизвестное в интерферометрии выражение дпя скорости С = 2а.Ю, где

0 - расстояние Между пьезопреобразоО.< ватепяьщ 3 z 44, имеем < =7KSp

По этим показателям определяют искомую величину.

Изобретение более простое по выполи нению и позвопяет с более высокой точщ>стью измерять плотность сред.

Ультразвуковой интерферометр дпя измерения плотности, содержащий последовательно соединенные 6пок настройки частоты, генератор зондируклцих импульсов, излучающий и приемный пьезс преобразователи, усипитепь и формироватепь, блок вычитания и вычислительный блок, вход которого соединен с выходом блока вычитания, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью упрошения устройства и повышений точности, оно снабжено последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которой подключен к выходу усилителя, ключом, второй схемой запоминания, выход которой соединен с первым входом блоsa вычитания, второй вход которого сое-.динен с выходом первой схемы запоминания и втарым входом вычислительного бпока, а третий вход последнего соеди3 О4В77В отпоры папряжений в различных его точках.

Ультр ювуковой инторферометр содержит посл довательно соединенные блок 1 настройки частоты, генератор 2 зондируклцих сигналов, изпучаюший 3 и приемный 4 пьезопреобразователи, установленные по торцам измерительной кюветы

5, усилитель 6, схему 7 запоминания, ключ 8, схему О запоминания, блок 10 <о вычитания, вычислительный блок 11 1к формирователь 12, вход которого соеди- нен с выходом усилитепя 6, а выход схемы 7 запоминания соединен со вторым входом блока 1Î выя ташЬ и третьим входом вычислительного блока 11.

Ультразвуковой интерферометр работает следующим. образом, Частота генератора 2 изменяется под воздействием блока 1. В стсщбике иоспедуемой среды, находящемся между пьезопреобразоватепями 3 и 4 в ыовете

5, возникают акустические резонансы каждый раз, когда по длине кюветы располагается копи чест2 ) попувс п разли чаюшееся на единицу.

В моменты резсщанса возрастает выходное напряжение приемного преобразователя 4, образуя резонансный пик. Если glcTGTB приближается к резонансной частоте преобразователей à (юг. 2), то резонансные пики возрастают, с,"мновятся < максимальными вблизи частоты, далее уменьшаются. Формирователь.

12, формирует из усиленного усилителем

6 сигнала преобразователем 4 импульсы, воздействукецие на кпюч 8. Передний фронт импульсов совпадает с теми моментами времени, когда выходное напряжение усилителя 6 превышает некотоао рую заданную величину т,е. привязан к возрастакицей части резонансного пика.

Одновременно ве ж ена очередного резонансного пика запоминается первой схемой 7 запоминания, образуя напряжеще

U . При приближении частоты к следую45 шему акустическому резонансу импуиьсом от формирователя 12 замыкается ключ

8 на время, необходимое для срабатывания схемы 9 запоминжия, которая, таким образом, запоминает вешчину предыдущего пика U . Аьашитуда же этого пика запоминается схемой 7, а щж прибпижении частоты к следующему пикуи схемой 9 и т.д. Таким обрезом, схема

7 запоминает величину очередного пика, схема Г1 — лредыдушегс. Разносчь напряжении 0 - Q = Q(l, вычисленная блоком 10 вычитания в промежутке между

Формула изобретения

5 04Â77Ü нен с выходом формирователя и вторым входом ипоча.

Фис.2

ВНИИПИ Заказ 5322/64 Тираж 887 Подписное

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

Источники информапии, принятые во внима ще при экспертизе

1. Мэзон У. Физическая акустика.

Мир», 1966, т. 1, ч. А, с. 334.

2. Авторское свидетельство СССР

34 748240, кл. G01 f4 29100, 1978 ,(прототип).