Устройство для измерения приращения скорости распространения ультразвука

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении приращения скорости распространения ультразвука. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений путем измерения разности фаз принятых сигналов в режиме стоячих волн. В устройстве для измерения приращения скорости распространения ультразвука переменное напряжение частотой f с выхода генератора подается на второй вход первого смесителя, на первый вход которого подается переменное напряжение f j с выхода управляемого генератора. На первом и втором выходах первого смесителя выдается переменное напряжение частотой f) fi - fj. С первого выхода первого смесителя переменное напряжение подается на излучающий электроакустический преобразователь , а со второго выхода первого смесителя - на третий вход фазового детектора , на первый вход которого подается напряжение с приемного электроакустического преобразователя. Измерение фазового сдвига, пропорциональное изменению скорости , производится дискретным образом на разностной частоте Af , (f. - частота напряжения на выходе гетородина), которая получается за счет подачи на второй вход фазового детектора напряжения с второго смесителя через фазовращатель частотой .- fj (fi -частота напряжения на выходе управляемого генератора). На выходе второго плеча фазового детектора получаются импульсы той же частоты, что и на выходе первого плеча, только по времени , соответствующем фазовой задержке сигнала в измерительной камере на частоте Vi li - fj, но перенесенной на частоту дГ -f;,. При измерении скорости распространения ультразвука на первом выходе фазового детектора возникает напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу сигнала частотой V на разностной частоте л, которое подается на блок обработки и индикации . 1 ил. а $ (Л to ел о СХ) СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 G 01 Н 500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3862736/25-28 (22) 05.03.85 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (71) Белорусский институт механизации сельского хозяйства и Институт прикладной физики АН БССР (72) В. И. Крылович, А. С. Рубанов, В. М. Добрянский, В. Ф. Нагаев и В. А. Козик (53) 534.321 (088.8) (56) Методы и средства автоматизированного управления и контроля в сельскохозяйственном производстве. Вып. 101. Горки, 1983, с. 71 — 75. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРИРАЩЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении приращения скорости распространения ультразвука. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений путем измерения разности фаз принятых сигналов в режиме стоячих волн. В устройстве для измерения приращения скорости распространения ультразвука переменное напряжение частотой f, с выхода генератора подается на второй вход первого смесителя, на первый вход которого подается переменное напряжение fz с выхода управляемого генератора. На первом и

„„SU„„1250854 А1 втором выходах первого смесителя выдается переменное напряжение частотой

= f» — f . С первого выхода первого смесителя переменное напряжение подается на излучающий электроакустический преобразователь, а со второго выхода первого смесителя — на третий вход фазового детектора, на первый вход которого подается напряжение с приемного электроакустического преобразователя. Измерение фазового сдвига, пропорциональное изменению скорости, производится дискретным образом на разностной частоте Ь| = 11 — fz (fz. — частота напряжения на выходе гетородина), которая получается за счет подачи на второй вход фазового детектора напряжения с второго смесителя через фазовращатель Рр

1 частотой f = fz — fq (f — частота напряженна на выходе управлнеыого генератора). (/)

На выходе второго плеча фазового детектора получаются импульсы той же частоты, что С и на выходе первого плеча, только по времени, соответствующем фазовой задержке ф сигнала в измерительной камере на частоте — но перенесенной на частоту ь| = 1» — 11. При измерении скорости распространения ультразвука на первом выходе Я фазового детектора возникает напряжение, 1 Д пропорциональное фазовому сдвигу сигнала частотой fI на разностной частоте Af, кото- р1 рое подается на блок обработки и индикации. 1 ил.

1250854

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении приращения скорости распространения ультразвука.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений путем измерения разности фаз принятых сигналов в режиме стоячих волн.

На чертеже изображено устройство для измерения приращения скорости распространения ультразвука.

Устройство для измерения приращения скорости распространения ультразвука содержит измерительную камеру 1 с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями (на чертеже не обозначены) генератор 2, гетеродин 3, блок 4 обработки и индикации, фазовый детектор 5, первый вход которого соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя (на чертеже не обозначено), а первый выход — с входом блока 4 обработки и индикации, управляемый генератор 6, соединенный с его первым выходом первый смеситель 7, вторым входом соединенный с выходом генератора 2, первым выходом — с входом излучающего электроакустического преобразователя (на чертеже не обозначено), второй смеситель 8, первым входом соединенный с выходом управляемого генератора 6, вторым входом — с выходом гетеродина 3, мультивибратор 9, фазовращатель 10, первым входом соединенный с выходом мультивибратора 9, вторым входом— с выходом второго смесителя 8, выходом— с вторым входом фазового детектора 5, третьим входом — с вторым выходом первого смесителя 7, измеритель 11 девиации частоты, входом соединенный с третьим выходом первого смесителя 7, частотомер 12, входом соединенный с четвертым выходом первого смесителя 7, выходом — с вторым входом блока 4 обработки и индикации, амплитудный детектор 13, входом соединенный с выходом приемного электроакустнческого преобразователя (на чертеже не обозначено), переключатель 14, входом соединенный с вторым выходом фазового детектора 5, а выходом — с входом управляемого генератора 6.

Устройство для измерения приращения скорости распространения ультразвука работает следующим образом.

Стабилизированное по частоте переменное напряжение частотой f с выхода генератора 2 подается на второй вход первого смесителя 7, на первый вход которого подается переменное напряжение f> с выхода управляемого генератора 6. На первом и втором выходе первого смесителя 7 выдается переменное напряжение частотой

1 — Применение такой схемы позволяет получить перестройку частоты в не15

55 сколько десятков килогерц высокой стабильности. С первого выхода первого смесителя 7 переменное напряжение подается на излучающий электроакустический преобразователь, а со второго выхода смесителя 7— на третий вход фазового детектора 5, на первый вход которого подается напряжение с приемного электроакустического преобразователя.

Измерение фазового сдвига, пропорциональное изменению скорости, производится дискретным образом на разностной частоте

f — f (f — частота напряжения на выходе гетероида 3), которая получается за счет подачи на второй вход фазового детектора 5 напряжения со второго смесителя 8 через фазовращатель 10 частоты f

-f (f> — частота напряжения на выходе генератора 2).

В первое плечо (на чертеже не обозначено) фазового детектора 5 подаются два переменных напряжения, одно из которых частотой fq = f — f> непосредственно с второго выхода первого смесителя 7, другое — частотой 1 — с второго смесителя 8 через фазовращатель 10. На выходе этого плеча (на чертеже не обозначено) фазового детектора 5 получаются импульсы с частотой fz — f = Ь f. Ha второе плечо (на чертеже не обозначено) фазового детектора 5 подается переменное напряжение частотой

) поступающее с приемного электроакустического преобразователя, и переменное

I напряжение частотой f — с выхода второго смесителя 8 через фазовращатель 10. На выходе второго плеча фазового детектора 5 получаются импульсы той же частоты, что и на выходе первого плеча, только по времени, соответствующему фазовой задержки сигнала в измерительной камере на частоте

4 = 1,— fg,но перенесенной на частоту

М =

При изменении скорости распространения ультразвука на первом выходе фазового детектора 5 возникает напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу сигнала частоты fz на разностной частоте ь f, которое подается на блок 4 обработки и индикации, на который поступает также управляющий сигнал с выхода частомера 12, измеряющего частоту напряжения на четвертом выходе первого смесителя 7.

Блок 4 обработки и индикации обеспечивает индикацию величины приращения скорости распространения ультразвука в исследуемой среде.

Перед измерением величины приращения скорости распространения в среде производится сначала ручная настройка управляемого генератора 6 по максимуму сигнала на амплитудном детекторе 13. Затем включается мультивибратор 9, управляющий сдвигом фазы. При этом за счет отрицательной

1250854

Формула изобретения

Составитель Г. Рыжакова

Редактор Т. Парфенова Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 4398/34 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обратной связи сигнал с выхода фазового детектора 5 управляет частотой через переключатель 14 управляемого генератора 6, и средняя частота и девиация частоты на выходах первого смесителя 7 изменяется.

Ручной настройкой фазовращателя 10 добиваются минимума показаний измерителя 11 девиации частоты, что соответствует максимальной крутизне фазо-частотной характеристики измерительной камеры.

Затем автоподстройку частоты отключают.

Устройство для измерения приращения скорости распространения ультразвука, содержащее измерительную камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, генератор, гетеродин, блок обработки и индикации, фазовый детектор, первый вход которого соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя, а первый выход — с входом блока обработки и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, оно снабжено управляемым генератором, соединенным с его первым выходом первым смесителем, вторым входом соединенным с выходом генератора, первым выходом — с входом излучающего электроакустического преобразователя, вторым смесителем, первым входом соединенным с выходом управляемого генератора, вторым входом — с выходом гетеродина, мультивибратором, фазовращателем, первым входом соединенным с выходом мультивибратора, вторым входом — с выходом второго смесителя, выходом — с вторым входом фазового детектора, третьим входом соединенным с вторым выходом первого смесителя, измерителем девиации частоты, входом соединенным с третьим выходом первого смесителя, частотомером, входом соединенным с четвертым выходом первого смесителя, выходом — с вторым входом блока обработки и индикации, амплитудным детектором, входом соединенным с выходом приемного электроакустического преобразователя, переключателем, входом соединенным с вторым выходом фазового детектора, а выходом — с входом управляемого генератора.