Устройство для измерения скорости звука

 

УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ (ЖОГОСТИ ЗВУКА, содержащее последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, генератор радиоимпульсов, линию задержки и первьга стробируемый усилитель, последовательно соеданенные формирователь импульсов запуска и преобразователь время-амплитуда, последовательно соединенные акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, второй стробируемьй усилитель , первый детектор и формирователь имйульса .сброса, и генератор стробимпульса, соединенный входом с выходом генератора синхроимпульсов , а выходом - с вторыми входами стробируемых усилителей, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно снабжено вторым детект хром , включенным между первым стробируе- . мым усилителем и формирователем импульса запуска, линиш задержки импульса сброса, включённой между формирователем импульса сброса и вторым входом преобразователя время-амплитуда , побледователыю соединенными преобразователем аналог-код и блоком памяти, причем первый вход преобразователя аналогкод подключен к выходу преобразователя (Л i время-амплитуда, второй вход - к вьйсоду формирователя импульса сброса, а второй вход блока памяти подключен к выходу линии задержки импульса сброса.J j

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ЗШ 0 /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3428328/25 — 28 . :(22) 10.03.82

>(46) 15.12.83. Бюл. N 46 (72) С. А. Кленин (71) Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного научного центра

АН СССР (53) 534.22 (08ф.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 640221, . кл. 6 01 $11/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР Р 526818, кя. G 01 и 29/00, 1974 (прототип). (54) (57) YCTPOACTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СК0РОСТИ ЗВУКА, содержащее последовательно соединенные генератор сннхроимпульсов, генерь тор радиоимпульсов, линию задержки и первый стробируемый усилитель, последовательно соединенные формирователь импульсов запуска и преобразователь время-амплитуда, последовательно соединенные акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, второй стробируемый усилитель, первый детектор и формирователь импульса. сброса, и генератор стробимпульса, соединенный входом с выходом генератора синхроимпульсов, а выходом — с вторыми входами стробируемых усилителей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно снабжено вторым детекто;ропе, включенным между первым стробируемым усилителем и формирователем импульса запуска, линией задержки импульса сброса, включенной мвкду формирователем импульса сброса и вторым входом преобразователя время-амплитуда, последовательно соединенными преобразователем аналог-код и блоком памяти, причем первый вход преобразователя аналог-: Я код подключен к выходу преобразователя время-амплитуда, второй вход — к выХоду, формирователя импульса сброса, а второй вход

: блока памяти подключен к выходу линии задер C жки импульса сброса.

j г, 1061040

Изобретение относится к измерительной тех(нике, а именно к устройствам для измерения скорости звука в различных средах.

Известны устройства для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, 5 содержащие генератор, акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, схему формирования опорных импульсов и измеритель интервалов времени (1). 10

Известные устройства не позволяют проводить измерения быстро меняющейся скорости звука. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство 15 для измерения скорости звука, содержащее

: последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, генератор радиоимпульсов, линию задержки и первый стробируемый усилитель, последовательно соединенные формирователь 20 импульсов запуска и преобразователь времяамплитуда, последовательно соединенные акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, второй стробируемый усилитель, первый детектор и формирователь импульса сброса и генератор стробимпульса, соединенный входом с выходом генератора свнхроимпульсов, а выход— с вторыми входами стробируемых усилителей (2), Недостатком этого устройства является низ30. кая точность измерения скорости звука и малое быстродействие. Оно не позволяет проводить измерение быстро меняющейся скорости звука.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости звука, содержащее последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, генератор радиоимпульсов, .

1 линию задержки и первый стробируемый усилитель, последовательно соединенные формирователь импульсов запуска и преобразователь время-амплитуда, последовательно соединенные акустическую камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, второй стробируемый усилитель, первый детек- "5 тор и формирователь импульса сброса, и генератор стробимпульса, соединенный входом с выходом генератора синхроимпульсов, а выходом — с вторыми входами стробируемых усилителей, снабжено вторым детектором, вклю-50 ченным между первым стробируемым усилителем и формирователем импульса запуска, линией задержки импульса сброса, включенной между формирователем мипульса сброса и вторым входом преобразователя время-амплиту- 55 да, последовательно соединенными преобразователем аналог-код и блоком памяти, причем первый вход преобразователя аналог-код подключен к выходу преобразователя время-амплитуда, второй вход — к выходу формирователя импульса сброса, а второй вход блока памяти подключен к выходу линии задержки импульса сброса.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения скорости звука; на фиг, 2 — временная диаграмма (а, б, в, г, д) . работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов, управляющий вход которого подключен к генератору 2 сннхроимпульсов, а выход к акустической камере 3 с излучающим и приемным злектроакустическими преобразователями, два канала формирования импульсов сброса и запуска преобразователя 4 время-амплитуда. Канал формирования импульсов запуска выполнен в виде последовательно соединенных линии 5 задержки, вход которой подключен к выходу генератора 1 радиоимпульсов, первого стробируемого усилителя 6, второго детектора 7 и формирователя 8 импульсов,, запуска. Канал формирования импульса сброса выполнен в виде последовательно соединенных второго стробируемого усилителя 9, вход которого подключен к акустической камере 3, первого детектора 10, формирователя 11 импульса. сброса и лийии 12 задержки импульса сброса.

К вторым (управляющим) входам стробируемых усилителей 6 и 9 подключен генератор

13 стробимпульсов, вход которого соединен с выходом генератора 2 синхроимпульсов. Выход преобразователя 4 время-амплитуда подклю.чен к преобразователю 14 аналог-код, выход которого соединен с блоком 15 памяти. Управляющий вход преобразователя 14 аналог-код соединен с формирователем 11 импульса сброса, а вход синхронизации блока 15 памяти подключен к выходу линии 12 задержки импульса сброса.

Устройство для измерения скорости звука работает следующим образом.

Генератор 1 радиоимпульсов, управляемый генератором 2 синхроимпульсов, вырабатывает радиоимпульсы, которые поступают на линию

5 задержки и на вход акустической камеры 3.

На выходе акустической камеры получают последовательность радиоимпульсов (фиг. 2 а), анало= гичные радноимпульсы получают на выходе линии 5 задержки (фиг. 2 б). Период колебаний в радионмпульсе на выходе линии задержки постоянный, на выходе акустической камеры зависит от скорости звука, когда изменение скорости происходит за время меньшее длительности радиоимпульса. В качестве примера на фиг. 2 а показан случай быстро изменяющейся скорости звука в контролируемой среде, вызывающей изменение периода колебаний в радиоимпульсе, связанное с изменением времени

40 4 блока памяти осуществляется линией 12 задер- жки, которая обеспечивает задержку сигнала на преобразователе 4 время-амплитуда на время, необходимое для выполнения цикла преобразования аналогового сигнала в код.

По измеренным временным интервалам

/ i (i =- 1, 2,...Й), где М вЂ” число периодов в выделенной части радиоимпульса определяют скорость прохождения 4ro периода.

Ь

С =

4 л л. где L — длина акустической базы; г и ь — время задержки сигнала в линии 5 задержки.

Среднее значение скорости звука определяют по формуле й

С= —,Е С;. =л

В данном устройстве измеряется время распространения- кахщого периода в вьщеленной части радиоимпульса, что повышает точность определения среднего значения скорости без увеличения времени наблюдения и позволяет регистрировать быстрые изменения скорости, происходящие за время приема .акустического. сигнала. з 10610 распространения колебаний в акустической камере. С установлением фиксированного значения скорости период этих колебаний прини- мает исходное значение. Из каждого радиоимпульса с. помощью стробируемых усилителей . 5

6 и 9 с помощью генератора 13 строб-импульсов (фиг. 2 в) выделяется интересуемый участок.

С выхода усилителя 6 выделенный участок . радиоимпульса поступает на вход второго детектора 7 и затем на формирователь 8 импульса 1О запуска, на выходе которого формируются импульсы запуска (фиг. 2 r) преобразователя 4 время-амплитуда, выполненного в виде генера; тора линейного пилообразного напряжения.

С выхода усилителя 9 сигнал поступает на детектор 10 и формирователь 11 импульса сброса, на выходе которого формируется последовательность импульса, синхронизированных с началом положительных полупериодов сигнала (фиг. 2.д). Эти импульсы через линию 12 задержки импульса сброса поступают на вход . сброса преобразователя время-амплитуда 4, на. выходе которого наблюдается последовательность импульсов пилообразной формы (фиг. 2e).

Амплитуда напряжения каждого из зтих имя. пульсов пропорциональна временному интервалу между соотвествующими полупериодами задержанного и зондирующего радиоимпульсов.

Это напряжение преобразуется с помощью преобразователя 14 в код, который фиксируется в блоке 15 памяти, причем синхронизация

1061040

II I!

Дур. Г

Редактор Л. Авраменко

Тир З73 П

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий .

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

3 акаэ 10031/46

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

I 1 (Составятель Г. Максимочкин

Техред Л.Микеш Корректор O. Тигор