Измеритель скорости звука

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при , создании автоматизированных систем контроля. Целью изобретения является повьппение точности измерений путем переноса сигнала в более низкочастотную область спектра. Поскольку приемный тракт не используется некоторое время после излучения зондирующего импульса временной расширитель вырабатывает сигнал, по форме подобный принятому, но с пониженной, частотой. Так как частота дискретизации сигнала не уменьшается, то повышается точность измерений. 1 ил. 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 Н 5/00 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ (СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4040938/25-28 (22) 24.03;86 (46) 07.12,87. Вюл. ¹ 45 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) С.Й.Антанайтис и П.Н.Канапяцкас (53) 534.232 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 655959, кл. G 01 М 29/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 590663, кл. G 01 N 29/00, 1978. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исÄÄSUÄÄ 1357724 А1, пользовано при, создании автоматизированных систем контроля. Целью изобретения является повышение точности измерений путем переноса сигнала в более низкочастотную область спектра. Поскольку приемный тракт не используется некоторое время после излучения зондирующего импульса временной расширитель вырабатывает сигнал, по форме подобный принятому, но с пониженной частотой. Так как частота дискретизации сигнала не уменьшается, то повышается точность измерений. 1 ил.

1357724

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при создании автоматизированных систем контроля, Целью изобретения является ïîâûшение точности измерения путем переноса сигнала в более низкочастотную область спектра.

На чертеже представлена структурная схема измерителя скорости звука.

Измеритель скорости звука содержит генератор 1 и соединенный с ним излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, соединенные между собой счетчик 4 и блок 5 обработки, а также кварцевый генератор

6, блок 7 временного преобразования, выполненный в виде последовательно соединенных делителя 8 частоты, линии 9 задержки, временного расширителя 10 и компаратора 11, вход делителя 8 частоты и второй вход линии 9 задержки соединены с выходом кварце- 25 вого генератора 6, выход делителя 8 частоты соединен с входом генератора

1, выход компаратора 11 соединен с вторым входом временного расширителя

10; входом счетчика 4 и входом блока

5 обработки, выход приемного преобразователя 3 соединен с третьим входом . временного расширителя 10, выход линии 11 задержки соединен с вторым входом счетчика 4.

Измеритель скорости звука работает следующим образом.

Кварцевый генератор 6 вырабатывает импульсы с частотой 1 . На выходе делителя 8 частоты образуется последо- 40 вательность импульсов с частотой

Г

fo о где N — коэффициент делео о ния делителя 8 частоты такой, что

N р где 1 — база измерений 45

1о 0 о о В

М««

С „„ — минимальная возможная скорость ультразвука.

Импульсы с выхода делителя 8 частоты одновременно поступают на вход генератора 1, запуская его, и на первый вход линии 9 задержки. Импульсы возбуждения поступают на излучающий преобразователь 2, преобразуются в нем в ультразвуковые импульсы и изt лучаются в исследуемую среду. Принятые сигналы приемником 3 имеют временные сдвиги относительно момента излучения, равные

1о с

С (3) (4) о << о где :J< выбирается из условия

N((1о

С макс о (5) Эти импульсы одновременно поступают на первый вход временного расширителя 10, запуская его, и на счетчик

4, в котором в течение времени преобразуются в код. Поскольку импульсы запуска временного расширителя 10 поступают несколько раньше, чем сигналы, прошедшие исследуемую среду, в временном расширителе 10 происходит измерение на всего времени задержки сигнала в исследуемой среде, а только его части, определяемой выражением

1 ь= — = N о

С < о

При этом на выходе временного расширителя 10 образуется сигнал, по форме соответствующий принятому ультразвуковым преобразователем 3 сигналу, однако расширенному по времени„

Этот импульс поступает на вход компаратора 11, к которому приложено опорное напряжение U, . В момент уравнения напряжения сигнала с опорным напряжением на выходе компаратора 10 образуется импульс напряжения, передним фронтом которого записывается набранный код счетчика 4 в блок

5 обработки; а задним фронтом сбрасываются в исходные состояния счетчик 4 и временной расширитель 10, после чего весь цикл измерения повторяется. В данном случае величина кода N на выходе счетчика 4 равна

Эти импульсы в преобразователе 3 преобразуются в электрические и поступают на вход временного расширителя 10.

Одновременно с моментом излучения импульс с выхода делителя 8 частоты переводит линию 9 задержки в исходное состояние. При этом импульсы с выхода кварцевого генератора продолжают поступать, поэтому импульсы на выходе линии 9 задержкй имеют временные сдвиги относительно момента излучения, равные

13577

67

N = — )

М N

to д

f5 соответствующий численному значению < .

В блоке 5 обработки код И суммируется с кодом М и по зависимости

Составитель А.Олохтонов

Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5988/38 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. проектная, 4 где at " величина шага временного расширителя 10, выбираемое в зависимости от требуемой точности измерения времени bñ, Поскольку на вычислитель поступает код N, соответствующий численному значению величины временного интервала д, а не всего времени распространения ультразвука,, в блок

5 обработки перед измерениями вводится код исчисляется цифровое значение скорости ультразвука в среде. Результат 25 измерения предъявляется в цифровой форме на индикаторе блока 5 обработки. Трансформация спектра сигнала в низкочастотную область позволяет при той же частоте дискретизации повысить 30 точность измерений.

Временной расширитель 10 может быть выполнен аналогично блокам стро24 4 боскопической развертки универсального осциллографа, например С1-10, а блок 5 обработки может быть выполнен как функциональный преобразователь, выполняющий указанный алгоритм или на базе микроЭВМ.

Формула изобретения

Измеритель скорости звука, содержащий генератор и соединенный с ним излучающий преобразователь, приемный преобразователь, соединенные между собой- счетчик и блок обработки, а также кварцевый генератор, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен блоком временного преобразования, выполненным в виде последовательно соединенных делителя частоты, линии задержки, временного расширителя и компаратора, вход делителя частоты и второй вход линии задержки соединены с выходом кварцевого генератора, выход делителя частоты соединен с входом генератора, выход компаратора соединен с вторым входом временного расширителя, входом счетчика и входом блока обработки, выход приемного преобразователя соединен с третьим входом временного расширителя, выход линии задержки соединен с вторым входом счетчика.