Устройство для измерения скорости ультразвука

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука методом синхрокольца в различных средах. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. В устройстве обеспечивается оптимальное соотношение между длительностью принятого импульса и периодом автоциркуляции синхрокольца. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ш

А1 ц)) 5 G 01 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4612786/25-28 (22) 06.12.88 (46) 30.11.90. Вюп. Р 44 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (72).Н.П.Воробьев, В.Н.Дерешев и В.В.Гребенюк (53) 534.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У -883734, кл. G 01 И 29/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в различных средах.

Цель изобретения — повышение точI ности и расширение диапазона измерений за счет обеспечения оптимального соотношения между длительностью принятого импульса и периодом автоциркуляции синхрокольца.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие его работу; на фиг. 3 форма сигнала автоциркуляции в зависимости от параметров цепи детектирования и длительности 1: цуга принятого и сформированного импульсов.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, излучающий 2 и приемный 3 преобразователи, приемный усилитель

4, детектор 5 положительных полуволн, схему ИЛИ 6, управляемый

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука методом синхрокольца в различных средах. Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений, В устройстве обеспечивается оптимальное соотношение между длительностью принятого импульса и. периодом автоциркуляц. и синхрокольца.

3 ил, фильтр 7, триггер 8 с раздельным запуском, синхронизируемый генератор 9 и регулируемый усилитель 10, выход которого соединен со входом генератора 1 импульсов, последовательно соединенные линейный усилитель 11, вход которого подключен к выходу приемного преобразователя 3, блок 12 привязки уровня, детектор 13 и усилитель 14 постоянного тока, выход которого соединен со вторым входом регулируемого усилителя 1О, последовательно соединенные детектор

15 отрицательных полуволн, вход которого подключен к выходу приемного усилителя 4, инвертор 16, формирователь 17 импульсов и счетчик 18 импульсов, вход которого подключен ко второму выходу генератора 1 импульсов. Второй и третий входы триггера

8 подключены соответственно к выходам инвертора 16 и формирователя 17 импульсов, второй выход которого соединен со вторым входом схемы

1610309

ИЛИ 6, а второй вход управляемого фильтра 7 соединен с выходом детектора 5 положительных полуволн.

Устройство работает следующим образом.

При включении синхронизируемый генератор 9 вырабатывает электрический импульс, который, пройдя регулируемый усилитель 10 и генератор 1, усиливается и поступает на излучающий преобразователь 2, вызывая генерацию и излучение в среду акустического импульса.

Акустический импульс после прохож- 15 дения исследуемой среды принимается приемным преобразователем 3, преобразуется в нем в электрический импульс, усиливается приемным усилителем 4, затем преобразуется детектором 5 положительных полуволн и одновремен-. но преобразуется детектором 15 отрицательных волуволн, в результате че,го на выходах детекторов 5 и 15 получается сигнал, состоящий соответственно из положительных и отрицательных полуволн.

Затем сиг нал с выхода д ет е кт ора

5 поступает на первый вход схемы

ИЛИ 6 и на второй вход регулируемого фильтра 7. При появлении первой положительной палуволны схема ИЛИ 6 выключает регулируемый фильтр 7 и полуволна импульса проходит на первый вход триггера 8 с раздельным запуском, вызывая его срабатывание. 35

Одновременно сигнал с выхода детектора 15 отрицательных полуволн поступает на вход инвертора 16, инвертируется им и подается на второй вход триггера 8, вызывая его вторич- 40 ное срабатывание, этот же сигнал подается также на вход формировате. ля 17, который вырабатывает длительный импульс прямоугольной формы, по длительности превышающий принятый 45 цуг импульсов, блокируя тем самым триггер 8 от срабатывания от последующих полуволн цуга, т. е. триггер

8 становится нечувствительным к входным сигналам на первом и втором вхо- 50 дах.

С.инверсного (второго) выхода формирователя 17 сигнал поступает на ,второй вход схемы ИЛИ 6, которая при появлении данного сигнала вклю- 55 чает в работу регулируемый фильтр 7.

Импульс с выхода триггера 8 посту пает на вход синхронизируемого генератора 9. и запускает его.

В дальнеишем цикл автоциркуля„„и сигнала повторяется °

В процессе работы синхроимпульсы с выхода приемного преобразователя

3 поступают также на вход линейного усилителя 11, усиливаются им без ограничения и поступают на вход блока 12 привязки уровня, отрегулированного так, что сигнал управления на

его выходе появляется только в случае превышения заданного отношения сигнал/шум на входах усилителей 4 и

11. С выхода блока 12 сигнал поступает на вход детектора 13, детектируется в нем и далее усиливается усилителем 14 постоянного тока, с выхода которого сигнал поступает на второй вход регулируемого усилителя 10, усиление которого максимально при отсутствии сигнала на выходе усилителя 14 постоянного тока.

В результате напряжение на выходе генератора 1, а следовательно, и мощность, подводимая к излучающему преобразователю 2, оказываются функционально зависимыми от заданного оптимального уровня полезного сигнала на выходе приемного преобразователя 3, т.е. отношение сигнал/шум на выходе поддерживается стабильным.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы сигнаЛов автоциркуляции в соответствующих точках а, Ь, с, d е, f g, h блок-схемы устройства, изображенного на фиг. 1, где Т вЂ” период автоциркуляции сигналов, длительносч ь цуга принятых

Ц имп ул ьс ов, с, - текущее время;

U - напряжение.

На фиг, 3 показана форма сигнала автоциркуляции в зависимости от параметров цепи детектирования и длительности 1„цуга принятого и сформированного импульса, Параметры цепи выражены через где R сопротивление цепи детектирования сигнала, емкость цепи детектирования сигнала длительность цуга и р и н я т ых и мп ул b с о в у

5 161

0 „„и 0 „ - напряжения соответ« ственно на выходе и входе цепи детектирования сигнала. формула из обр ет ения

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизируемый генератор, регулируемый усилитель, генератор импульсов, излучающий и приемный преобразователи .и приемный усилитель, последовательно соединенные линейный усилитель, вход которого подключен к выходу приемного преобразователя, блок привязки уровня, детектор и усилитель постоянного тока, выход которого соединен с вторым входом регулируемого усилителя, и счетчик импульсов, вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я

0309 6 тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, оно снабжено последовательно соединенны- ми детектором положительных полуволн, схемой ИЗЖ, управляемым фильтром и триггером с раздельным запуском и последовательно соединенными детектором отрицательных полуволн, инвертором и. Формирователем импульсов вхо.ды детекторов положительных и отрицательных попуволн подключены к выходу приемного усилителя, второй вход управляемого фильтра соединен с

15 выходом детектора положительных поауволн, выход инвертора подключен к второму входу триггера с раздельным запуском, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя

2О импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом схемы ИЛИ, а выход триггера с раздельным запуском подключен к входу синхронизируемого генератора.

25! 610309

1610309 СяРО

Редактор А.Ревин

Заказ 3731 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Е-35, Раушская наб., д. 4/5

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

44цх ивх

0.9

К8

0.7

0>

0.3

02

0,1

Составитель Д.БЫрочин

Техред М.Дидык Корр ектор Л. Бескид