SU1617303A1 - Устройство дл измерени скорости ультразвука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерений скорости ультразвука в жидких и газообразных средах. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет расширени  диапазона измерений. Устройство, содержащее контролируемый и эталонный каналы измерений, имеющее и схемы ИЛИ 15-17, шесть схем И 18-23, формирователи 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов и триггер 26, позвол ет производить измерени  независимо от соотношени  времени распространени  ультразвука в контролируемом и эталонном каналах. 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука в жидких и газообразных средах,

Цель изобретения - расширение области применения за счет расширения диапазона измерений,

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения скорости ультразвука.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, контролируемый и эталонный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего и приемного преобразователей 2 и 3 (соответственно 4 и 5) и усилителя-формирователя 6(7), последовательно соединенные первый формирователь 8 временных интервалов, первый каскад 9 совпадений, делитель 10 частоты и второй каскад 11 совпадений, генератор 12 стабильных колебаний, счетчик 13 импульсов, второй формирователь 14 временных интервалов, три схемы ИЛИ 15-17, шесть схем И 18-23, формирователь 24 опережающих импульсов, формирователь'2 5 запаздывающих импульсов и триггер 26. Выход генератора 1 импульсов соединен со входами излучающих преобразователей 2 и 4 контролируемого и эталонного каналов и с первым входом второго формирователя 14 временных интервалов, первый выход формирователя 24 опережающих импульсов подключен к первым входам первой и второй схем И 18 и 19, второй выход формирователя 24 опережающих импульсов соединен со вторым входом второго формирователя 14 временных интервалов, выход первой схемы ИЛИ 15 подключен ко входам формирователей 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов, первый и второй входы первой схемы ИЛИ 15 подключены соответственно к выходам усилителей-формирователей 6 и 7 контролируемого и эталонного каналов, вторые входы первой и второй схем И 18 и 19 соединены соответственное выходами формирователейусилителей 6 и 7, выход формирователя 25 запаздывающих импульсов подключен ко входам генератора 1 импульсов и первого формирователя 8 временных интервалов, первый и второй входы триггера 26 подключены соответственно к выходам первой и второй схем И 18 и 19, первый выход триггера 26 соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И 20 и 21, второй выход триггера 26 соединен с первыми входами пятой и шестой схем И 22 и 23, первый и второй выходы генератора 12 стабильных колебаний соединены соответственно со вторыми входами первого и второго каскадов 9 и 11 совпадений, выход второго формирователя 14 вре менных интервалов подключен к третьему входу второго каскада 11 совпадений, выход которого соединен со вторыми входами третьей и пятой схем И 20 и 22, третий выход генератора 12'стабильных колебаний подключен ко вторым входам четвертой и шестой схем И 21 и 23, выходы третьей и шестой схем И 20 и 23 соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы ИЛИ 16, выходы четвертой и пятой схем И 21 и 22 соединены соответственно с первым и вторым входами третьей схемы ИЛИ 17, а выходы второй и третьей схем ИЛИ 16 и 17 подключены соответственно к первому и второму входам счетчика 13 импульсов.

Формирователи 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов могут быть выполнены в виде последовательно соединенных триггера, обнуляющий вход которого соединен с выходом генератора 1, и схемы выделения соответственно переднего или заднего фронта импульса.

Устройство для измерения скорости ультразвука работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает электрические импульсы, которые после преобразования их, в акустические проходят контролируемый канал: преобразователи 2,3 и усилитель-формирователь, первую схему ИЛИ 15, формирователь 25 запаздывающих импульсов, поступают на вход генератора 1, вызывая повторный цикл автоциркуляции электроакустических импульсов, на вход первого формирователя 8 временных интервалов, затем на первый каскад 9 совпадений, управляя прохождением высокочастотных импульсов с выхода генератора 12 на вход делителя 10, имеющего коэффициент деления «а. Число Ν_κ импульсов с длительностью Т_к ¹ (контролируемый интервал) и периодом Т_к автоциркуляции, поступивших с выхода формирователя 8 на вход каскада 9 в течение измерительного интервала, определяется из условия мктк' = като, (1) откуда

Νκ=ί-·*Ιϊ , (2)

Тк¹ где Тк - время распространения импульса в акустической среде контролируемого канала.

Импульсы с выхода генератора 1 посту’ пают также в эталонный канал, проходят его, первую схему 15 ИЛИ, формирователь 24 опережающих импульсов, поступают на вход второго формирователя 14 временных интервалов, на выходе которого формируются импульсы с периодом Т_к автоциркуляции и длительностью Т_э'.

С выхода формирователя 14 импульсы поступают на третий вход каскада 11, управляя прохождением высокочастотных импульсов со второго выхода генератора 12 через схемы 20 и 16 на первый вход счетчика 5 13, а импульсы с третьего выхода генератора 12 через схемы 21 и 17 поступают на второй вход счетчика 13, куда поступают N_x высокочастотных импульсов, заполняющих Ν_κ эталонных интервалов времени длитель- 10 ностью Т_э', каждый в течение измерительного интервала Νκ·Τ_κ, что с учетом выражения (2) равно: τ' τ'

Νχ _Νκ — κθ-iJL· (3) ₁₅ ^,0 Тк

Следовательно, результат измерений в предложенном устройстве, принимая во внимание обратную пропорциональность 2Q времени распространения акустических колебаний в среде и скорость ультразвука, может быть записана в виде

N_x=Ka£-^K (4) ^Сэ 25 где Ск - скорость ультразвука’ в эталонном канале.

Устройство работает так в том случае, если Тк¹ >ТЭ'. если же Тк¹ < Тэ', то повторная автоциркуляция импульсов'возникает зо в эталонном канале, а входные сигналы счетчика 13 импульсов меняются местами.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения скорости ультразвука,, содержащее генератор импульсов, 35 контролируемый и эталонный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего и приемного преобразователей и усилителя-формирователя, последовательно соединенные первый фор- до мирователь временных интервалов, первый каскад совпадений, делитель частоты и второй каскад совпадений, счетчик импульсов, второй формирователь временных интервалов и генератор стабильных колебаний, вы- 45 ход генератора импульсов соединен с входами излучающих преобразователей контролируемого и эталонного каналов и с первым входом второго формирователя временных интервалов, второй вход первого 50 каскада совпадений подключен к первому выходу генератора стабильных колебаний, второй и третий входы второго каскада совпадений соединены соответственно с вторым выходом генератора стабильных колебаний и с выходом второго формирователя временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет расширения диапазона измерений, оно снабжено тремя схемами ИЛИ, формирователем опережающих импульсов, формирователем запаздывающих импульсов, шестью схемами И и триггером, входы формирователей опережающих и запаздывающих импульсов подключены к выходу первой схемы ИЛИ, выход формирователя запаздывающих импульсов соединен с входами генератора импульсов и первого формирователя временных интервалов, первый выход формирователя опережающих импульсов соединен с первыми входами первой и второй схем И, вторые входы которых подключены соответственно к выходам усилителей-формирователей контролируемого и эталонного каналов, выходы первой и второй схем И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый и второй входы первой схемы ИЛИ подключены соответственно к выходам усилителей-формирователей контролируемого и эталонного каналов, первые входы третьей и четвертой схем И соединены с первым выходом триггера, первые входы пятой и шестой схем И соединены с вторым выходом триггера, вторые входы третьей и пятой схем И соединены с выходом второго каскада совпадений, вторые входы четвертой и шестой схем И соединены с третьим выходом генератора стабильных колебаний, выходы третьей и шестой схем И подключены соответственно к первому и второму входам второй схемы ИЛИ, выходы четвертой и пятой схем И подключены соответственно к первому и второму входам третьей схемы ИЛИ_? выходы второй и третьей схем ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика импульсов, а второй вход второго формирователя временных интервалов соединен с вторым выходом формирователя опережающих импульсов.