Устройство для измерения акустической мощности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении акустической мощности ультразвуковой аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет автоматизации процесса компенсации током обмотки измерительной рамки значения измеряемой акустической мощности. Давление ультразвука давит через рабочую жидкость в камере 1 на датчик 2, связанный с штангой 3, на которой установлены шторки 6 и 8 оптоэлектронного датчика 7 баланса измерительного механизма 4 и датчика 9 положения штанги 3. Штанга 3 также связана с рамкой с обмоткой механизма 4. Импульсы с генератора 10 через двоичный счетчик 11 изменяют ток в цепи обмотки до тех пор пока не компенсируется измеряемая мощность ультразвука. Тогда срабатывают датчик 7 и генератор 10 выключается. Цифровой индикатор, связанный с счетчиком 11, показывает значение акустической мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ())5 С 01 Н 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО -ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4481994/25-28 (22) 14.09.88 (46) 30.08.90, Бюл. № 32 (72) С.Н. Герак (53),620.179.16(088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

¹ 1395957, кл. С 01 H 3/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛКУСТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении акустической мощности ультразвуковой аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет автоматизации процесса компенсации током обмотки измерительной рамки значения изме„„SU„„1589068 А1 ряемой акустической мощности. Давление ультразвука давит через рабочую жидкость в камере 1 на датчик 2, связанный с штангой 3, на которой уста.— новлены шторки 6 и 8 оптоэлектронного датчика 7 баланса измерительного мехайизма 4 и датчика 9 положения штанги 3. Штанга 3 также связана с рамкой с обмоткой механизма 4, Импульсы с генератора 10 через двоичный счетчик 11 изменяют ток в цепи обмотки до тех пор,пока не комгенсируется измеряемая мощность ультразвука.

Тогда срабатывает датчик 7, и генератор 10 выключается. Цифровой индикатор, связанный с счетчиком 11, показывает "íà÷åíèå акустической мощности. - ил. у

1589068

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения акустической мощности, и может использоваться при

5 настроике и проверке ультразвуковой (УЗ) терапевтической аппаратуры, Цель изобретения — повышение точ— ности измерения за, счет автоматизации процесса компенLàöèè током обмот10 ки измерительной рамки значения измеряемой акустической мощности °

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения акустической мощности на фиг 2

У 15 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит рабочую камеру 1 с жидкостью, размещенный в ней датчик 2, выполненный в виде двух

20 соединенных основаниями полых конусов и по весу равный весу вытесненной им жидкости, соединенную с датчиком 2 штангу 3, измерительный механизм 4 с постоянным магнитом и подвижной рамкой 5, установленной в голе постоянного магнита и жестко соединенной со штангой 3. На свободном конце штанги 3 размещены шторка оптоэлектрического датчика 7 баланса измерительного механизма и штор30 ка 8 оптоэлектрического датчика 9 положения штанги. Выход датчика 7 баланса измерительного механизма подключен к входу разрешения генератора 10 и11пульсов, выход датчика 9 положения штанги — к входу управления частотой генератора 10 импульсов. Его выход соединен с счетным входом двоичного счетчика 11 и сигнализатором 12 баланса, .Разрядные выходы двоичного счетчика 11 параллельно соединены с декодирующими входами цифрового индикатора 13 мощности и управляющими входами ключей

14, число которых и равно числу разрядов на выходе двоичного счетчика 11.

Коммутирующие выходы ключей 14 соединены через весовые резисторы 15, число которых равно и, с обмоткой 5 и через нее с первым полюсом источника

16 питания, Второй полюс источника

16 питания подключен к вторым коммутирующим выходам ключей 14. Значения сопротивлений весовых резисторов без учета значения сопротивления

55 обмотки определяются из условий

R. = R Пип

2 1 (i)

Оь AA где R.

1 сопротивление х-го весового резистора; сопротивление 1-го весового резистора, подключенного к младшему разряду дво— ичного счетчика 11; число разрядов двоичного счетчика 11; ток обмотки, соответствующий предельному значению измеряемой акустической мощности; значение напряжения на выходе источника постоянного напряжения.

О6П1

Резистор R д подключен к старшему разряду двоичного счетчика 11.

После расчета значения сопротивлений весовых резисторов уточняются экспериментально и при их правильном подборе соблюдается условие (2)

Подведенное через жидкость рабочей камеры 1 давление УЗ давит на датчик

2, он тонет, свободный конец штанги

3 с шторками 6 и 8 уходит вверх, и измерительный механизм 4 выходит из состояния равновесия. Рассмотрим случай, когда мощность УЗ достаточно большая и обе шторки не перекрывают щели между оптопарами. При этом к входу разрешения генератора 10 импульсов с датчика 7 баланса измерительного механизма поступает разрешающий сигнал, а к управляющему входу — сигнал с датчика 9 положения штанги, соШирина шторки 6 равна или незначительно больше ширины щели между элементами оптопары датчика 7 баланса измерительного механизма. Ширина шторки 8 выбирается ориентировочно равной 1/5-1/10 полного хода штанги 3 с таким расчетом, чтобы щель между элементами оптопары датчика 9 положения штанги перекрывалась по ходу штанги 3 раньше, чем щель оптопары датчика 7 баланса.

Балансировка измерительного механизма 4 происходит до заполнения старших разрядов, которые не будут использоваться. Сигнализатор 12 баланса выполняется звуковым.

Устройство для измерения акустической мощности работает следующим образом.

15890 ответствующий более высокой частоте генератора 10. Модулируются по частоте звуковые колебания сигнализатора 12.

Последовательность импульсов с выхода генератора 10 считывается двоичным счетчиком 11, а их число индицируется индикатором 13. С приходом первого импульса с генератора 10 на выходе двоичного счетчика 11 устанавливается

10 кодовая комбинация с. единицей в младшем разряде, она открывает ключ 14 .

При этом весовой резистор 15 и об1 мотка 5 подключаются к источнику 16 постоянного напряжения. Через обмотку 5 протекает ток первого отсчета, который, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита измерительного механизма 4, начинает компенсировать приложенное к датчику 2 давле- 20 ние УЗ. Свободный конец штанги 3 опускается. С приходом второго импульса с генератора 10 включается ключ 14 г третьего импульса — ключи 14 и 14

1 2 и так далее в соответствии с кодовыми комбинациями на выходе двоичного счетчика 11. Благодаря условию (1), с каждым очередным импульсом генера-. тора 10 ток обмотки увеличивается на величину U /R, свободный конец 30 цп штанги 3 плавно опускается, а датчик 2 всплывает. Когда шторка 8 начинает перекрывать щель оптопары датчика 9 положения штанги (момент t на диаграммах), сигнал на выходе датчика 9 уменьшается. Этим сигналом сни35 жается частота генератора 10, причем плавно, если щель перекрывается постепенно за счет косого среза нижней стороны шторки 8. Благодаря плавному

40 снижению частоты генератора 1 О вблизи точки равновесия измерительного механизма 4 скорость увеличения тока обмотки снижается, и таким образом устраняются ошибки иэ-за переколеба 45 ний штанги 3, Это позволяет уменьшить ширину шторки 6 и тем самым повысить точность балансировки. Одновременно с уменьшением частоты изменяется тональность сигнализатора 12 баланса. В момент t темп расчета станет минимальным. В момент t изме4 рительный механизм 4 устанавливается в состояние баланса, шторка 6 перекрывает щель оптопары датчика 7 баланса. Сигналом с его выхода запрещается последовательность импульсов

68 6 генератора 10, двоичный счетчик 11 затормаживается, индикатор 13 индицирует значение мощности ультразвука.

Об этом свидетельствует прекращение звучания сигнализатора 12. Поскольку зависимость между приложенной УЗ мощностью и током обмотки в состоянии баланса измерительного механизма 4 линейная, отсчет УЗ мощности не вызывает затруднений.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс измерения акустической мощности. Исключение субъективного фактора из процесса балансировки измерителей при измере-. нии акустической мощности уменьшает ошибку измерения и лишает оператора рутинной работы.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения акустической мощности, содержащее заполненную жидкостью рабочую камеру с датчиком, выполненным в ниде двух соединенных основаниями полых конусов, по весу равных весу вытесненной жидкости, соединенную с датчиком штангу, измерительный механизм с постоянным магнитом и подвижной рамкой с обмоткой, установленной в поле постоянного магнита и жестко соединенной со штангой, оптоэлектрической датчик баланса измерительного механизма, шторка которого закреплена на свободном конце штанги, сигнализатор балан-. са и источник постоянного напряжения, подключенный к обмотке, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными оптоэлектрическим датчиком положения штанги, генератором импульсов, и-разрядным двоичным счетчиком и цифровым индикатором и и параллельно соединенными цепями, каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных ключа и резистора, включенными в цепь обмотки рамки, выход датчика баланса измерительного механизма подключен к включающему входу генератора импульсов, выход которого связан с сигналиэатором баланса, а выходы каждого разряда двоичного счетчика подключены к соответствующим управляющим входам ключей.

1589068

Выход

fgmv@ra диод (Ь/РЧИЙУ ок оЮ юпжи Х

4 кораста

Мижеиию

ИЮЮНГ4/

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор Т. Парйенова Техред JI,Серц кова Корректор М. Кучерявая

Заказ 2531

Тираж 411

Подиис ное

ВБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С СР

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

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