Способ определения скорости распространения акустических колебаний в средах

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле состава и свойств вешеств и материалов по скорости распространения акустических колебаний, например , при автоматизации технологических процессов в химической и легкой промышленности . Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений за счет дискретного изменения параметров электрических колебаний и уменьшения диапазона перестройки частоты колебаний. Способ заключается в том, что непрерывные электрические колебания разделяют на опорные и зондируюшие, излучают зондирующие колебания в исследуемую среду, принимают после прохождения через нее и измеряют сдвиги фаз между опорными и прошедшими через среду зондирующими колебаниями . На двух частотах при наличии и в отсутствие задержки зондирующих колебаний определяют скорость распространения акустических колебаний по измеренным значениям сдвигов фаз, акустической базе измерений и величине задержки зондирующего сигнала. 1 ил. S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 G 01 Н 5/00

Ä13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4055083/25-28 (22) 11.04.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) 1О. А. Скрипник, В. Г. Здоренко и В. С. Ольшаников (53) 534.232 (088.8) (56) Бражников Н. И. Ультразвуковая фазометрия. M.: Энергия, 1968, с. 91 — 92. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В СРЕДАХ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле состава и свойств веществ и материалов по скорости распространения акустических колебаний, например, при автоматизации технологических

„„SU„„1381343 А1 процессов в химической и легкой промышленности. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений за счет дискретного изменения параметров электрических колебаний и уменьшения диапазона перестройки частоты колебаний. Способ заключается в том, что непрерывные электрические колебания разделяют на опорные и зондирующие, излучают зондирующие колебания в исследуемую среду, принимают после прохождения через нее и измеряют сдвиги фаз между опорными и прошедшими через среду зондирующими колебаниями. На двух частотах при наличии и в отсутствие задержки зондирующих колебаний определяют скорость распространения акустических колебаний по измеренным значениям сдвигов фаз, акустической базе измерений и величине задержки зондирующего сигнала. 1 ил.

1381343

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле состава и свойств веществ и материалов по скорости распространения акустических колебаний, в част ности при автоматизации технологических процессов в химической и легкой промышл е н ности.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений за счет дискретного изменения параметров электрических колебаний и уменьшения диапазона перестройки частоты колебаний.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ определения скорости распространения акустических колебаний в средах.

Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, последовательно электроакустически соединенные блок 2 фиксированной задержки, акустические изл учатель 3 и приемник 4, усилитель 5, линейный фазовый детектор 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7 и микроЭВМ 8, последовательно соединенные блок 9 регулируемой задержки и аттенюатор 10, ключ 11, включенный параллельно блоку 2 фиксированной задержки, управляющий вход ключа 11 подключен к микроЭВМ

8, цифровой индикатор 12, управляющий вход генератора 1 перестраиваемой частоты и цифровой индикатор 12 подключены к микроЭВМ 8, выход генератора 1 перестраиваемой частоты соединен с блоками 2 и 9 фиксированной и регулируемой задержек.

Способ осуществляют следующим обра-! зом.

Непрерывные электрические колебания

1 разделяют на опорные и зондирующие, излучают зондирующие колебания в исследуемую среду, принимают после прохождения через нее и измеряют сдвиги пп, р2, з, 4 фаз между опорными и зондирующими колебаниями на двух частотах и 1з при наличии и отсутствие задержки зондирующих колебаний, а скорость распространения акустических колебаний определяют по измеренным значениям сдвигов фаз, акустической базе 1: измерений и величине времени Лт задержки зондирующего сигнала.

Зондирующие электрические колебания с выхода генератора I перестраиваемой частоты через блок 2 фиксированной задержки, акустический излучатель 3, акустический приемник 4 и усилитель 5 поступают на один вход линейного фазового детектора 6, на другой вход которого с выхода генератора 1 перестраиваемой частоты через блок 9 регулируемой задержки и аттенюатор 10 поступают опорные электрические колебания. Выходное напряжение линейного фазового детектора 6 с помощью АЦП 7 преобразуется в цифро5

50 вой код, который запоминается в оперативной памяти микроЭВМ 8. На выходе микроЭВМ 8, соединенном с управляющим входом генератора 1 перестраиваемой частоты, формируется код, который задает начальную частоту fi электрических колебаний.

При этом микроЭВМ 8 дает команду на замыкание ключа 11, шунтирующего блок 2 фиксированной задержки. Регулировкой блока 9 регулируемой задержки уравниваются электрические длины каналов линейного фазового детектора 6 при отсутствии между излучателем 3 и приемником 4 исследуемой среды. Регулировкой аттенюатора 10 выравниваются амплитуды входных напряжений линейного фазового детектора 6 при заполнении пространства между излучателем 3 и приемником 4 исследуемой средой.

Выходное напряжение U линейного фазового детектора 6, соответствующее сдвигу фаз ср между зондирующими и опорными колебаниями при начальной частоте колебаний, преобразуется в цифровой код Ni. Далее на выходе микроЭВМ 8 изменяется код и частота колебаний, вырабатываемых генератором 1 перестраиваемой частоты, уменьшается до f2. Полученное при этом на выходе линейного фазового детектора 6 напряжения L<, соответствующее сдвигу фаз з преобразуется в цифровой код Мз. Затем микроЭВМ 8 выдает соответствующий код на ключ 11, размыкая его, и вводит тем самым фиксированную задержку Лт в тракт зондирующих колебаний. Напряжение 11з линейного фазового детектора 6 преобразуется и цифровой код Хз, соответствующий сдвигу фаз грз при частоте колебаний и задержке зондирующего сигнала Лт. После этого микроЭВМ 8 вновь выдает код, соответствующий начальной частоте f электрических колебаний Вырабатываемое при этом линейным фазовым детектором 6 напряжение Г» преобразуется в цифровой код N4, соответствующий ср4.

Величины f — fq и Лт выбираются такими, чтобы дополнительный сдвиг фаз колебаний, вызываемый ими, на порядок превышал пороговую чувствительность линейного фазового детектора 6.

МикроЭВМ 8 производит вычисление скорости распространения акустических колебаний в исследуемой среде по формуле

C=1 @

h »,— М

Значение С высвечивается на цифровом индикаторе 12.

Формула изобретения

Способ определения скорости распространения акустических колебаний в средах, заключающийся в том, что возбуждают

1381343

Составитель l1. Широчин

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 838/37 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 непрерывные электрические колебания последовательно на частотах f> и fz, разделяют их на каждой из частот fi и 4 на опорные и зондирующие колебания, преобразуют электрические зондирующие колебания в акустические колебания и излучают их в среду, принимают прошедшие ее акустические зондирующие колебания и преобразуют их в электрические зондирующие колебания, измеряют для каждой из частот f> и сдвиги «р«и грг фаз между опорными и зондирующими колебаниями и определяют скорость распространения акустических колебаний по измерительным значениям сдвигов фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, осуществляют временную задержку зондирующих колебаний на промежуток времени Ьт, измеряют сдвиги фаз «рз и «р4 между опорными и задержанными зондирующими колебаниями соответственно на частотах и 4, а скорость распространения акустических колебаний определяют по формуле

c=(— kf У- -1) а где à — акустическая база измерений.