Акустический уровнемер

 

АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР по № 1069515, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, он снабжен двумя триггерами, тремя дополнительными злементами- И и элементом задержки , а измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных схемы ИЛИ, (п-«-О-го сдвигового регистра, триггера-демодулятора и индикатора, причем входы второго дополнительного элемента И подключены к в:ыходам приемного устройства и п-го элемента И, его выход подключен к первым входам первого и второго триггеров, второй вход первого три1- гера - к выходу элемента задержки, а выход - через третий дополнительный элемент И - к второму входу второго триггера, выход которого через первый дополнительный элемент И подключен к одному из входов схемы ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу п-го элемента И, при этом второй вход первого дополнительного элемента И подключен к выходу (п-г1)го сдвигового регистра, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выхоп генератора зондирующих импульсов W подключен к входу элемента задержки и вторым входам третьего дополнис: тельного элемента И и триггера-демодулятора .

СОКИ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Р1) G 01 F 23/28

ГООУДЮ СТВЕННЫЙ НОМИТЕт

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ИНт ССа (61) 1069515 (21) 3376745!10 (22) 05-12-8" (46) 23.01,92, Бюл, 3 (72) В.А,. Маркелов и А,,А, Барамзвский (53) 681.121 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1069515,, С 01 F 23ЛЯ, 1981. (54)(57) АКУСТИЧЕСКИЙ УPOBHEMEP по

N 1069515, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, он снабжен двумя триггерами, тремя дополнительными элементами- И и элементом задержки, а измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных схемы ИЛИ, (и+1)-го сдвигового регистра, триггера-демодулятора и индикатора, причем входы второго дополнительного элемента И подключе" ны к выходам приемного устройства и

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к а кустическим эхолокационным уровнемерам и является усовершенствованием изобретения по авторскому свидетельству 1 1069515.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерений.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Акустический уровнемер содержит генератор зондирующих импульсов 1, соединенный с электроа кустическим пре образователем 2 и приемным устройст2 п-го элемента И, его выход подключен к первым входам первого и второго триггеров, второй вход первого триггера — к выходу элемента задержки, а выход — через третий дополнительный элемент И вЂ” к второму входу второго триггера, выход которого через nepBbй дополнительный элемент И подJ ключен к одному из входов схемы ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу и-го элемента И, при этом второй вход первого дополнительного элемента И подключен к выходу (n-,1)го сдвигового регистра, тактовый вход которого подключен к выходу генеоа тора тактовых импульсов, а выход генератора зондируюших импульсов подключен к входу элемента задержки и вторым входам третьего дополнительного элемента И и триггера-демодулятора, вом 3, и сдвигаюцих регистров 4 с элементами И 5 на выходе, пороговое устройство 6, выход которого через (и+1) элемент И 7 и преобразователь сигнала 8 подключен к управляюшему входу приемного устроиства, Измерительный блок 9 содержит (и+1) сдвигающий регистр 10, через схему ИЛИ 11 подключенный к выходу элемента И 5, первый дополнительный элемент И 12,. триггер-демодулятор 13 и индикатор

14, Кроме того,. устройство содержит второй 15 и третий 16 дополнительные элементы И, первый 17 и второй 18 триггеры, элемент задержки 19 и гене1165135 ратор тактовых ил1пульсов 20. Выход приемного устройства соединен с пороговым устройством со вторыми входами элементов И 5 и первым из и сдвигающих регистров, входы второго дополнительного элемента И 15 подключены к выходам приемного устройства и тт-го элемента И 5, его выход подключен к первы.1 входам триггеров 17 и

1Р, второй вход триггера 17 подключен к элементу задержки 19, его Выход через третий дополнительный элемент

И 16 подключен к второму входу триггера 1Р, его выход через первый дополнительный элемент И 12 подключен к второму входу схемы ИЛИ, выход (n+1)-го сдвигающего регистра подключен к второму входу дополнительного элемента И 12 и первому входу тригге- 2() ра-демодулятора, выход которого подключен к индикатору, Выход генератора зондирующих импульсов 1 поДключен к входам элемента задержки 19, второму входу дополнительного элемента 25

И 16, второму входу триггера-демоду" лятора 13 и входу генератора тактовых импульсов, Выход которого подключен к тактовой шине сдвиговых регистРОВ„ 30

Устройство работает следующим обра зом. !

Генератор зондирующих импульсов 1 вырабатывает электрические радиоим35 пульсы, прикладываемые к обратимому электроа кустическому преобра зователю

2, вырабатывающему акустический зондирующий сигнал. Тем же преобразователем 2 воспринимается отраженный полезный сигнал и помехи. Смесь сигнала и помехи поступает на приемное устройство 3,. где усиливается и подвергается частичной селекции, детекти— тируется. Смесь полезного сигнала и помехи с выхода приемного устройства

3 поступает на первый сдвигающий регистр 4 и на один из выходов первого элемента И 5. Гигнал с выхода первого сдвигающего регистра 4 поступает на второй вход этого элемент,": И 5. Так как в сдвигающем регистре 4 каждый импульс задерживается точно IIa период следования полезного сигнага (продвижение импульсов в регистрах осущест- 55 вляется тактовыми импульсами ГТИ) через элемент И 5 пройдут только импульсы, совпадающие по времени В двух смежных периодах.

Хаотические импульсы очеВиднО через элемент И 5 не пройдут. Сигнал с выхода первого элемента И 5 поступает на вход второго сдвигающего регистра 4 и после него - на второй элемент И 5. В результате через регистры пройдут только импугьсы, обладающие признаком периодичности, т, е. импульсы полезного сигнала, Такое выделение полезного сигнала возможно в том случае, когда амплитуда полезного сигнала постоянно поддерживается несколько большей порогов чувствительности сдвигающего регистра 4 и элемента И 5 Для обеспечения этого импульс полезного сигнала с ВыхОда последнего элемента И 5 подается на элемен; И 7, второй вход которого чеоез пороговое устройство 6 подключен к выходу приемного устройства

3. В элементе И 7 выделяется импульс, пропорциональный амплитуде полезного сигнала и несколько уменьшенный по отношению к порогу чувствительности регистра 4 и элемента И 5. Этот импульс подается на преобразователь сигнала

8. В результате, усиление приемного устройства поддерживается таким, что амплитуда полезного сигнала на его выходе стабилизируется при изменяющихся условиях распространения и отражения полезного сигнала на уровне, несколько превышающим пороги чувствительности регистра 4 и элемента И 5, что обеспечивает устойчивое прохождение пакетов импульсов, достаточных по продолжительности для прохождения через последовательно соединенные сдвигающие регистры и элементы И 5.

Импульс полезного сигнала с Выхода последнего элемента N 5 подается на измерительный блок 9, который может быть аналоговым или цифровым.

Лля формирования показаний прибора в Обоих случаях достаточно Одного импульса, поэтому для устойчивых измерений достаточно, если пакеты импульсов полезного сигнала содержат не менее (п+1) импульсов полезного сигнала. В спучае, показанном на чертеже, для формирования показаний прибора достаточно. чтобы в пакете содержалось не менее четырех импульсов.

При пропадении под действием мультипликативной помехи импульса полезного сигнала на выходе последнего элемента И 5 результат последнего

1165135 измерения запоминаетcR измерительным блоком и остается на шкале индикатора, а полезный сигнал с выхода элемента И 7 перестает поступать на преобразователь сигнала 8.

Последний начинает увеличивать усилие приемного устройства 3 до тех пор, пока импульс на выходе пос-. леднего элемента И 5 не появится 10 снова, Временное положение этого импульса будет измерено измерительным блоком 9 и передано на его отсчетное устройство, на выходе элемента И 7 появится сигнал, который 15 поступит на преобразователь сигнала

8, последний отрегулирует усиление приемного устройства 3 так, что амплитуда полезного сигнала будет приближена к порогам чувствительнос- 2р ти регистра 4 и элемента И 5.

С выхода элемента И последнего

n — ro регистра 4 отраженный сигнал поступает через схему ИЛИ 11 на вход (в+1>-го регистра 10, Проидя через

25 регистр 10, сигнал поступает на вход триггера-демодулятора 13 и переключает его в нулевое состояние.

В единичное состояние триггер-демодулятор 13 переключается зондирующим 30 импульсом„ Длительность сигнала на выходе триггера-демодулятора 13 пропорциональна измеряемому расстоянию, она преобразуется в индикаторе 14 в напряжение, ток или циФровой сиг- 35 нал, пропорциональный измеряемому расстоянию

Отраженный сигнал со входа и выхода регистров 4 через схему И 15 поступает на входы триггеров 17 и 18. 40

Зондирующим импульсом, сдвинутым от.носительно начала периода элемента задержки 18, триггер 17 устанавливается в нулевое состояние, а в единичное состояние триггер 17 устанав- 45 ливается отраженным сигналом, Таким образом, при наличии отраженного сигнала к началу следующего периода от триггера 17 на элемент И 16 подается нулевой сигнал, синхронизирующий . р импульс на вход триггера 18 не про" ходит, и он все время находится в единичном состоянии. При этом с его выхода на элемент И 12 подается нулевой сигнал-, При исчезновении полезного отраженного сигнала триггер 17 к концу периода будет возвращен в единичное состояние из-за отсутствия импульса с элемента И 15 и к приходу зондирующего импульса íà его выходе сохранится единичный сигнал, благодаря чему триггер 18 через элемент И 16 будет установлен в нулевое состояние.

При этом с вь1хода триггера 18 на элемент И 12 будет подан единичный сигнал, благодаря чему образуется замкнутый контур (элемент ИЛИ 11, регистр 10, элемент И 12), в котором импульс, поступающий с выхода регистра 4, будет зациклен.

После исчезновения отраженного сигнала предыдущий отраженный сигнал еще два периода перемещается по регистрам 4 и 10, С выхода регистра

10 и элемента И 5 отраженный сигнал поступает на вход элемента И 12, и затем с его выхода через элемент

ИЛИ 11 - на вход регистра 10. Таким образом, в регистре 10 происходит постоянное циркулирование последнего отраженного сигнала до тех пор, пока триггер 18 переключен в нулевое состояние, т.е. пока отсутствует отРаженный импульс на выходе приемного устройства 3„ B это время триггердемодулятор 13 продолжает переключаться отраженным импульсом, циркулирующим в регистре 10, и индикатор 14 индицирует последнее значение измеряемого расстояния. При появлении нового отраженного импульса триггеры 17 и 18 через элемент И 15 переключаются в единичное cocTO;Hèå, на вход элемента И 12 поступает нулевой сигнал, циркуляция импульса в регистре

10 прекращается, а на его вход через элемент ИЛИ 11. поступает новый отраженный сигнал. На выходе регистра .

10, таким образом, в каждом периоде повторения зондирующих импульсов появляется отраженный импульс, прошед-. ший через регистры 4, либо последний отраженный импульс, циркулирующий в регистре 10 при любой частоте и дли" тельности пропадения отраженного импульса на входе приемного устройства 3.

«65135

Коррек ор А. Обручар

Редактор Е. Гиринская

Те ред И,диды.

За каз $3 Тираж Подписное

ВННЦПи.Г

11ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3<-35„ Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101