SU731306A1 - Устройство дл измерени времени распространени ультразвуковых колебаний - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может служить дл  измерени  скорости распространени  ультразвуковых колебаний в жидких, твердых и газообразных средах.

Известны устройства, основанные на фазо- вом и импульсно-фазовом методе измерени  скорости ультразвуковых колебаний, имеющие вьгсокую точность измерени  1 и 2.

Однако зти устройства отличаютс  высокой трудоемкостью измерений, что не позвол ет использовать их при регистрадии быстрых изменений скорости ультразвуковых колебаний, например , в движущихс  жидкост х и газах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, модул тор и электроакустический преобразователь, триггер, генератор модулирующих импульсов, выход которого св зан со вторым входом модул тора и одним из входов триггера, последовательно соединенные с электроакустическим преобразователем усилитель, детектор и регистрирующее устройство , вход которого соединен с выходом триггера 3.

Однако точность подобных устройств не превыщает 10, что в р де случаев недостаточно .

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Q Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено временным селектором, подключенным к выходу детектора, соединенными последовательно блоком измерени  фазы, подключенным к задающему генератору и вы ,5 ходу усилител , ключевой схемой, подключенной входами к триггеру и выходу временного селектора, а выходом - к регистрирующему устройству.

На фиг. 1 изображена блок-схема устрой2Q ства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство состоит из задающего генератора 1, синусоидальный сигнал с выхода которого поступает на вход модул тора 2, управл емого

генератором 3 модулирующих импульсов и осуществл ющего 100%-ную модул щ1ю синусоидального сигнгша. Выход модул тора 2 соединен с электроакустическим преобразователем 4. Неподвижно закрепленный отражатель 5 расположен соосно с преобразователем 4 и параллельно последнему. К точке соединени  модул тора и электроакустического преобразовател  подключен вход усилител  6, выход которого соединен со входом детектора 7. К выходу детектора 7 подключен счетный вход временного селектора 8, установочный вход которого соединен с выходом генератора 3 модулирующих импульсов, а выход - со входом триггера 9, другой вход которого подключен к выходу генератора 3 модулирующих импульсов, а выход - к регистрирующему устройству 10. Входы блока 11 измерени  фазы подключены соответственно к вьтходам задающего генератора 1 и усилител  6, .а выход через ключевую схему 12 соединен со входом регистрирующего устройства 10, причем управл ющий вход схемы 12 подключен к выходу временного селектора 8.

Устройство работает следующим образом. Синусоидальное напр жение задающего генератора 1 (фиг. 2а) поступает на вход модул тора 2, управл емого напр жением генератора 3 модулирующих импульсов (фиг; 25). Промодулированный сигнал (фиг. 2в) поступает на электроакустический преобразователь 4 и излучаетс  в виде акустических колебаний в исследуемую среду. Цуг акустических колебаний , претерпева  многократные отражени  между отражателем 5 и преобразователем 4, вызывает по вление электрических сигналов на преобразователе 4 (фиг. 2г). При этом период следовани  прин тых сигналов определетс  временем прохождени  акустических колебаний через исследуемую среду. Амплитуда сигналов уменьщаетс  в св зи с затуханием ультразвука в исследуемой среде. По прохождении . импульсом усилител  6 амплитуды прин тых сигналов выравниваютс  (фиг. 2д) и полученное напр жение поступает на детектор 7, вьщел ющий огибающую полученного радиоимпульса (фиг. 2е).

Импульсна  .последовательность с выхода детектора 7 поступает на счетный вход временного селектора 8, в, качестве которого служит счетчик импульсов с дещифрацией К-го состо ни , В момент излучени  ультразвукового сигнала в исследуемую среду временной селектор 8 устанавливаетс  в исходное -состо ние импульсом с выхода генератора 3 модулирую .щих импульсов., На фиг. 2ж показано выделение 4-го прин того импульса. В процессе проведени  измерений по ширине импульса на выходе триггера 9 определ етс  врем 

прохождени  ультразвукового иуга через исследуемую среду. Использу  дл  установки триггера в начальное состо ние 2-й, 3-й,..., К-й. импульсы , добиваютс  увеличени  эквивалентной длины прохождени  ультразвуковых колебаний в исследуемой среде, что позвол ет при неизменной абсолютной погрешности увеличить относительную точность измерений. Импульсы на вход триггера 9 подаютс  с выхода временного селектора 8.

Уточнение результатов измерений производитс  определением фазового сдвига синусоидального заполнени  К-го радиоимпульса относительно напр жени  задающего генератора, осуидествл емым блоком измерени  фазы, сигнал на выходе которого (фиг. 2з) пропорционален фазовой задержке прин того сигнала. Ключева  схема подключает регистрирующее устройство к выходу блока измерени  фазы только в момент прихода К-го радиоимпульса (4-го на фиг. 2и). Период следовани  модулирующих импульсов выбираетс  больше, чем врем , необходимое дл  прохождени  ультразвуковых колебаний через исследуемую среду К раз.

Продеос измерени  заключаетс  в определении времени распространени  ультразвука в исследуемой среде с помощью триггера и последующего уточнени  результатов измерений определением фазовой задержки К-го импульса. Точность измерени  времени распространени  ультразвука предлагаемым устройством достигает 10 и ограничиваетс , в основном, точностью измерени  частоты задающего генератора . Врем  проведени  одного измерени  составл ет единиды эдилисекунд, что позвол ет измер ть быстроизмен ющиес  значени  скорости ультразвука, например, в движущихс  жидкост х и газах. ..

Фор. мула изобретени 

Устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, модул тор и электроакустический преобразователь, триггер, генератор модулирующих импульсов, выход которого св зан со вторым входом модул тора и Одним из входов триггера, -последовательно соединенные с электроакустическим преобразователем усилитель , детектор, регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходом триггера, отличающеес  тем, что, с делью повышени  точности измерений, оно снабжено временным селектором, подключенным к выходу детектора, соединенными последовательно блоком измерени  фазы, подключенным к задающему генератору и выходу усилител  ключевой схемой, подключенной входами к триггеру и выходу временного селектора, а выходом - к регистрирующему устройству.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Бражников Н. И. Ультразвуковые методы . М.Л., Энерги , 1965, с. 30.

731306

2. Колесников А. Е. Ультразвуковые изме1 ени . М., Издательство стандартов, 1970, с. 61-66.

«

5 3. Носов В. А. Проектирование ультразвуке вой измерительной аппаратуры. М., Машиностроение . 1972, с. 97-98, 201 (прототип ).

Фиг.1

П

п n п п п

П

Фог ;

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения времени распро45 странения ультразвуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, модулятор и электроакустический преобразователь, триггер, генератор модулирующих импульсов, выход которого связан со 50 вторым входом модулятора и одним из входов триггера, -последовательно соединенные с электроакустическим преобразователем усилитель, детектор, регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходом триггера, 55 отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено временным селектором , подключенным к выходу детектора, соединенными последовательно блоком измерения фазы, подключенным к за дающему генератору и выходу усилителя ключевой схемой, подключенной входами к триггеру и выходу временного селектора, а выходом — к регистрирующему устройству.