Измеритель скорости звука

 

Изобретение касается ультразвуковых измерений и может быть использовано для измерения скорости звука, например , в автоматизированных системах контроля параметров жидких сред. Цель изобретения - расширение диапазона измерений.Измеритель содержит электроакустически последовательно соединенные излучатель звука, приемник звука, избирательный усилитель, обеспечивающий режим автогенерации, частотный детектор и частотомер. Частотным детектором формируется сигнал управления частотной характеристикой избирательного усилия, что обеспечивает расширение диапазона измерений. 2 ил.

СОК 3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 Н 5/00

ГОСУДА Р СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4656653/28 (22) 27.02.89 (46) 15.01.91. Бюл. К 2 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) В.И,Дербан, В.И.Крылович, В.А.Крюков и П.Н,Логвинович (53) 534.632 (088.8) (56) Патент США N 3009104, кл. G 01 Н 5/00, 1961, Авторское свидетельство СССР

М 530194, кл, G 01 Н 5/00, 1976. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА (57)Изобретение касается ультразвуковых измерений и может быть использоваИзобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано для измерения скорости звука, например, в автоматизированных системах контроля параметров жидких сред.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений за счет автоматической подстройки частоты избирательного усилителя в цепи автогенерации.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного измерителя; на фиг. 2 — вариант выполнения одного из усилительных каскадов избирательного усилителя.

Измеритель скорости звука содержит излучатель 1 звука, последовательно соединенные приемник 2 звука, избирательный усилитель 3 и частотный детектор 4, и частотомер 5, выход избирательного усилителя 3 подключен к входам излучателя 1 звука и частотомера 5.

» 5lJ „„1620859 А1 нодля измерения скорости звука, например, в автоматизированных системах контроля параметров жидких сред. Цель изобретения — расширение диапазона измерений.Измеритель содержит злектроакустически последовательно соединенные излучатель звука, приемник звука, избирательный усилитель, обеспечивающий режим автогенерации, частотный детектор и частотомер. Частотным детектором формируется сигнал управления частотной характеристикой избирательного усилия, что обеспечивает расширение диапазона измерений. 2 ил.

Избирательный усилитель 3 выполнен перестраиваемым по частоте, а его вход управления подключен к выходу частотного детектора 4.

Измеритель работает следующим образом.

При включении измерителя в цепи приемник звука, избирательный усилитель, излучатель звука возникают автоколебания на резонансной частоте, значение которой определяется временем распространения акустического сигнала через исследуемую среду. При увеличении скорости звука, что приводит к уменьшению времени распространения акустических колебаний, частота колебаний возрастает. На выходе частотного детектора 4 формируется сигнал, пропорциональный изменению частоты генерации.

С выхода частотного детектора 4 этот сигнал поступает на вход управления перестройкой частоты резонанса избирательного уси1620859 Ьо ,фО

Юоиод ф02. Я

Составитель Г.Максимочкин

Редактор М, Келемеш Техред M.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 4239 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лителя 3 (элемент V. 01, фиг. 2), Поэтому частотная характеристика избирательного усилителя перестраивается таким образом, что его генерируемая частота опять становится резонансной. При уменьшении скоро- 5 сти звука в исследуемой среде частота колебаний уменьшается и частотный детектор 4 выдает сигнал на перестройку частотной характеристики избирательного усилителя 3 в сторону уменьшения резонан- 10 сной частоты. Автоколебания в измерителе скорости возбуждаются на частотах, . fn га=

n I (1) т, +тэ где n - целые числа от 1 до оо, соответству- 15 ющие числу волн, укладывающихся на акустической базе I; т — время задержки сигнала в акустическом тракте; т — время задержки сигнала в злектри- 20 ческом тракте;

v — скорость звука в среде.

Из формулы (1) получаем значение скорости звука в среде.

Сравнительный анализ предлагаемого 25 и известного устройств производили путем измерения изменения скорости звука в глицерине марки ОСЧ за счет изменения температуры от 20 до 70 С. Скорость звука в глицерине при 20ОС составляет 1923 м с, 30

Эксперимент показал, что при измерении изменения скорости звука с помощью прототипа изменение скорости звука на 19,23 м с приводит к срыву колебаний и возникновению их вновь, но на другой моде. Измерение изменения скорости звука в той же среде с помощью предлагаемого устройства показало, что при изменении скорости звука на

126 м с (при изменении температуры сре-1 ды в диапазоне 20 — 70 С) не приводит к срыву колебаний, что позволяет уверенно измерять изменения скорости звука в среде.

Таким образом, введение частотного детектора и автоматически перестраиваемого избирательного усилителя позволяет расширить диапазон измерения скорости звука.

Формула изобретения

Измеритель скорости звука, содержащий последовательно соединенные приемник звука, избирательный усилитель и подключенный к выходу избирательного усилителя излучатель звука и частотомер, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен частотным детектором, вход которого подключен к выходу избирательного усилителя, избирательный усилитель выполнен перестраиваемым по частоте, а его вход управления подключен к выходу частотного детектора.