Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ,содержащее два канала измерений, каждый яэ которых состоит из последовательно соединеиных излучающего преобразователя , приемного преобразователя и усилителя-ограничителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничитеАяйи , последовательно соединенные задающий генератор и. усилитель мощности, выход которого подключен к излучакщему пре Образователю каждого канала, и регистратор , вход которого подключен К выходу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью позьшзения точности контроля, оно снабжено включенными параллельно между собой двумя блоками памяти, вход каждого из которых соединён с выходом фазового детектора, блоком вычитания, включенные между блоками памяти и соединенным с регистратором, формирователем ю пульсов, два выхода которого соединены с вторыми входами блоков памяти, а каждый канал измерений снабжен модулятором, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вт,орой вход - к выходу усилителя мощности, а выход - к излучающему преобразователю .. S г о х ND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 01 Н 29 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И OTRPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н в в тат снавт свсавтасвст вт (21) 3373665/25-28. (22) 18. 12. 81

: (4.6). 15.07.83. Вюл. В 26 (72) В.A.Малыхин и Ю.Н.Хомяков (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт нм. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 534.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 127077, кл. G 01 N 29/02.

2. Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. М., Энергия, с.229 (прототип) . (54) (57) УЛЬТРАЭВУКОВОЕ УС1РОЯС1ВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРИЧЕТРОВ СРЕДЫ,содержащее два канала измерений, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего преобразователя, приемного преобразователя и усилителя-ограничителя, фазовый детектор, включенный. между усилителями-ограничителями, последовательно соединенные задающий генератор и. Усилитель мощности, выход которого подключен к излучакщему пре образователю каждого канала, и регистратор, вход которого подключен. к выходу фазового детектора, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью позькаения точности контроля, оно снабжено включенными параллельно между собой двумя блоками памяти, вход каждого из которых соединен с выходом фазового детектора, блоком вычитания, включенньм между блоками памяти и соединенньм с регистратором, формирователем импульсов, два выхода которого соединены с вторыми входами блоков памяти, а каждый ка- g нал измерений снабжен модулятором, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, второй вход — к выходу усилителя мощности, а выход — к излучающему преобразователю.

1029072

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для,40 контроля параметров среды, содер.жащее два канала измерений, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучакщего преобразователя, приемного преобраэовате- 45 ля и усилителя-органичителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничителями, последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, выход которого подключен к излучающему преобразователю каждого канала, и регистратор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, снабжено включеннычи .параллельно между co6ой двумя блоками памяти, вход каждого из которых соединен с выходом фазового детектора, блоком вычитания, включенным между блоками памяти и соединенным с регистратором формирователем импульсов, два, 60 выхода, которого соединены с вторыми входами блоков памяти, а каждый канал измерений снабжен модулятором, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, Изобретение относится к технике акустических измерений и может быть использовано в геофизике при исследовании различных параметров в водной и воздушной средах.

Известен ультразвуковой расходомер, содержащий генератор электрических колебаний, усилитель мощности, двухканальный приемный усилитель, фазовый детектор и регистратор (1).

Недостатком известного устройства является влияние турбулентности на результаты измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и дости- 15 гаемому результату является ультразвуковое устройство для контроля параметров среды, содержащее два канала измерений, каждый из которых состоит из последовательно соединен 20 ных излучакщего преобразователя, приемного преобразователя и усилителя-ограничителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничителями, последовательно сое- 25 диненные задающий генератор и усилитель мощности, выход которого подключен к излучакщему преобразователю каждого канала, и регистратор, вход которого подключен к выходу фазового детектора 2).

Недостатком известного устройства является влияние,турбулентности на контроль параМетров среды, что приводит к снижению точности контроля. второй вход - к выходу усилителя мощности, а выход - к излучакщему преобразователю.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные эпюры пояснякщие работу схемы.

Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды содержит последовательно соединенные эадакщий генератор 1 и усилитель 2 мощности.

К выходу усилителя 2 мощности подключен первый канал измерений, состоящий из последовательно соединенных модулятора 3, излучающего преобразователя 4, приемного преобразователя 5 и усилителя-органичителя 6.

К выходу усилителя 2 мощности подключен также второй канал измерений, состоящий из модулятора 7, излучающего преобразователя 8, приемного преобразователя 9 и усилителя-ограничителя 10. Между. усилителями-ограничителями 6 и 10 включен фазовый детектор 11. Между фазовым детектором

11 и блоком 12 вычитания включены блок 13 памяти и блок 14 памяти. К выходу блока 12 вычитания подключен регистратор 15. Кроме того, устройство содержит формирователь 16 импульсов, первые два выхода которого соединены с вторыми входами модуляторов 3 и 7, а вторые выходы — с вторыми входами блоков 13 и 14 памяти.

Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды работает следующим образом.

Сигнал 17 (фиг.2) с выхода задающего генератора 1 после усилителя 2 мощности поступает на входы мрдуляторов 3 и 7, на управляющие входы которых подаются импульсы 18 и 19 от формирователя 16 импульсов.

Модуляторы 3 и 7 осуществляют модуляцию сигнала 17, что приводит к последовательному излучению преобразователями 4 и 8 в исследуемую сре-. ду акустических колебаний 20 и 21 °

Акустические колебания 22, иэлученные преобразователем 4, пройдя через исследуемую среду, поступают по оба приемных преобразователя 5 и 9, преобразуются ими в электричес кие сигналы и через усилители-ограничители б и 10 поступают на входы фазового детектора 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный разности времен распространения колебаний от излучающего преобразователя 4 до приемных преобразователей 5 и 9. Результат фиксируется блоком 13 памяти, запоминанщим величину сигнала при поступлении управляющего импульса 23 с выхода формирователя 16. Аналогично формируется сигнал на выходе блока 14 памяти.

1029072

При этом, управляющий импульс 19 на входе модулятора 7 вызывает формирование акустических колебаний 21, излучаемых преобразователем 8.

Разность фаэ акустических колебаний 24, приходящих на преобразователи 5 и 9, запоминается при поступлении на блок 14 памяти управляющего импульса 25 с выхода формирователя 16. Управляющие импульсы на входы блоков 13 и 14 памяти поступают с задержкой на время распространения акустических колебаний в исследуемой среде, пр- чем вход блока 13 памяти подается в момент прихода первого акустического импульса, излученного преобразователем 4, а на блок 14 памяти - в момент прихода второго акустического импульса, излученного преобразователем 8. При этом, на вы ходе блока 13 памяти формируется сигнал, пропорциональный разности времени распространения акустических колебаний от преобразователя 4 до пре обраэователей 5 и 9, а на выходе блока 14 памяти - разности времени з распространения акустических колебаний от преобраеователя 8 до преобразователей 5 и 9. Сигналы с выходов блоков 13 и 14 памяти поступают на блок 12 вычитания, формирую

10 щий выходной сигнал, который затем регистрируется с помощью регистратора 15.

Предлагаемое устройство поэволя$5 ет с высокой точностью производить контроль параметров среды, так как исключается влияние турбулентности, которая возрастает с увеличением скорости движения устройства.от носительно исследуемой среды.

1029072

17

19

2f

2З

Составитель Л.Лущенко

Редактор A.Химчук Техред A.Ач Корректор А.дзятко

Заказ 4966/41 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Hзобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4