Измеритель скорости звука

 

Изобретение относится к технике акустического контроля и может быть использовано для измерения скорости распространения звука в различных средах. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения пульсаций частоты генератора в установившемся режиме, т.е. при равенстве периода генератора и времени распространения звука в исследуемой среде . Генератор. 1 возбуждающих импульсов при зондировании среды изменяет их частоту по сигналу с управляемого генератора 10, который управляется напряжением с интегратора 9. Принятый отраженный от отражателя 3 акустический сигнал преобразуется в электрический сигнал, который анализируется двумя дискриминаторами 6 и 7, выполненными на D-триггерах, на предмет соответствия его фронта фронту импульса с распределителя 14. Если фронт приемного импульса опережает передний фронт импульса распределителя 14, сдвинутого на длительность этого импульса, то логический нуль на выходе дискриминатора 7 через коммутатор 8 подключает ток заряда к интегратору 9, если наоборот - подключается ток разряда. При совпадении указанных фронтов импульсов, т.е. в установившемся режиме, напряжение на интеграторе 9 не изменяется и частота .генератора 10 также не изменяется. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕt+IblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ос, Ql

0 (л)

Сд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710582/28 (22) 31.05.89 (46) 15.06,91. Бюл. hh 22 (71) Научно-производственное объединение космических исследований (72) А.M.Èýìàéëîâ, Ф,М,Аллахвердов, E.В.Митрофанова и Л,M.Ìèðãoðîäñêàÿ (53) 620.179.16(088.8) (56) Исмайлов Т.К., Измайлов А.M. и Аллахвердов Ф;М. Состояние и некоторые перспективы развития средств измерения гидрологических параметров Мирового океана. — Измерения, контроль, автоматизация.

Вып.4 (56) 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА (57) Изобретение относится к технике акустического контроля и может быть использовано для измерения скорости распространения звука в различных средах, Цель изобретения — повышение точности за счет исключения пульсаций частоты генератора в установившемся режиме, т.е. при равенстве периода генератора и времени

„„БЦ„„1656337 Al распространения звука в исследуемой среде. Генератор.1 возбуждающих импульсов при зондировании среды изменяет их частоту по сигналу с управляемого генератора 10, который управляется напряжением с интегратора 9. Принятый отраженный от отражателя 3 акустический сигнал преобразуется в электрический сигнал, который анализируется двумя дискриминаторами 6 и 7, выполненными на О-триггерах, на предмет соответствия его фронта фронту импульса с распределителя 14..Если фронт приемного импульса опережает передний фронт импульса распределителя 14, сдвинутого на длительность этого импульса, То логический нуль на выходе дискриминатора 7 через коммутатор 8 подключает ток заряда к интегратору 9, если наоборот — подключается ток разряда. При совпадении укаэанных фронтов импульсов, т.е. в установившемся режиме, напряжение на интеграторе 9 не изменяется и частота генератора 10 также не изменяется. 2 ил.

1656337

Изобретение относится к технике акустического контроля и может быть использовано для измерения скорости распространения звука в различных средах.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения частоты генератора в установившемся режиме, что связано с сохранением предыдущего значения выходной частоты измерителя в течение времени между двумя последовательными зондированиями посредством отключения конденсатора интегратора от источников заряда и разряда при условии равенства уравновешиваемых временных интервалов, осуществляемого с погрешностью, равной временной зоне нечувствительности дискриминатора.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу блок-схемы.

Измеритель скорости звука содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов; акустический преобразователь 2 с отражателем 3, ограничитель 4 импульсов и компаратор 5, дискриминаторы 6, 7, последовательно соединенные коммутатор 8, интегратор 9, управляемый генератор 10, формирователь 11, делитель 12 частоты, объединенный входом с входом регистратора 13, и распределитель 14 импульсов, соединенный первым входом с входом. генератора 1 возбуждающих импульсов, выходы.2., 3 распределителя 14 подключены к первым входам дискриминаторов 6, 7 соответственно, четвертый. выход распределителя 14 импульсов соединен с входом инаэртора 15, выход которого подключен к первому входу коммутатора 8, второй и третий входы которого соединены с выходами дискриминаторов 6, 7 соответственно, Bblходы источников токов заряда 16 и разряда

17 подключены соответственно к четвертому, пятому входам. коммутатора 8, одноименные вторые и третьи входы дискриминаторов 6, 7 объединены и подключены соответственно к выходу компаратора 5 и пятому выходу распределителя 14 импульсов.

Измеритель работает следующим образом.

Синусоидальные колебания частотой f управляемого генератора 10 преобразуются формирователем 11 (триггером Шмидта) в прямоугольные импульсы, частота следования которых посредством делителя 12 уменьшается в К раз и поступает на вход распределителя 14 импульсов, импульсы на выходах которого представлены на временных диаграммах 18-22 фиг.2. По переднему фронту импульса 18 первого выхода распределителя 14 генератор 1 формирует импульс

23, возбуждающий акустический преобразователь 2. При этом последний излучает в

5 исследуемую среду акустические колебания, которые распространяются в среде и, достигнув отражатель 3, возвращаются обратно к преобразователю 2, принимаются им и преобразуются в электрический сигнал

10 (импульс 24, фиг.2), Ограничитель 4 импульсов служит для ограничения амплитуды возбуждающего импульса, поступающего наряду с приемными импульсами в приемный тракт измерите15 ля (24-I, фиг.2). Компаратор 5 формирует на выходе прямоугольные импульсы (25-l, 25-II, фиг.2) равной амплитуды при достижении приемным сигналом на его входе заданного порогового значения, превышающего шумы

20 приемного тракта, Дискриминаторы 6, 7 осуществляют анализ временного взаиморасположения передних фронтов импульсов 20 и 25-II (фиг.2), Если передний фронт приемного им25 пульса 25-ll опережает передний фронт импульса 20 с третьего выхода распределителя

14, то D-триггер дискриминатора 6 устанавливается в состояние "1" (26, фиг.2), дискриминатор 7 при этом имеет на выходе сигнал

30 "0". Коммутатор 8 при поступлении на его управляющие входы 2, 3 сигналов "1" и "0" соответственно в течение длительности импульса 21 (фиг,2) четвертого выхода распределителя 14 соединяет вход интегратора 9 с

35 выходом источника 16 тока заряда. При этом конденсатор интегратора 9 заряжается, его выходное напряжение 27 повышается (фиг,2), что приводит к увеличению выходной частоты управляемого генератора

40 10 и уменьшению длительности импульсов

18 — 22 (фиг.2) распределителя 14, т.е. к сбли- . жению передних фронтов импульсов 25-ll u

20. Если передний фронт приемного импульса 25 -II отстает от переднего фронта

45 импульса 20, то в состояние "1" устанавливается дискриминатор 7 (26, фиг,2), на выходе дискриминатора 6 при этом присутствует сигнал "0". Коммутатор 8 при этом подключает к входу интегратора 9 источник 17 раз50 ряда, выходное напряжение интегратора 9 уменьшается (27, фиг.2) в течение длительности импульса 21, действующего на входе инвертора 15 (входе 1 коммутатора 8), что приводит к уменьшению выходной частоты

55 f управляемого генератора 10, увеличению длительности гр< выходного импульса распределителя 14 и, следовательно, к сближению передних фронтов импульсов 25 -II и 20 (фиг,2).

1656337 в

zo и

22 л

Фиг. 2

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор М. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор И, Муска

Заказ 2045 Тираж 322 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

Если передние фронты приемного импульса 25"-II импульса 20 третьего выхода распределителя совпадают, на выходах обоих дискриминаторов 6, 7 присутствует сигнал "0". Вход интегратора 9 при этом отключается коммутатором 8 от выходов обоих источНиков 16, 17. Выходное напряжение интегратора 9 (27", фиг.2) и частота f генвратора 10 не изменяются, сохраняя значения, установленные предыдущей коррекцией. Совпадение передних фронтов импульсов 25"-II и 20 (фиг.2) анализируется с абсолютной погрешностью, равной временной зоне нечувствительности дискриминаторов 6, 7, обусловленной необходимостью опережения переднего фронта импульса на

0-входе Р-триггера дискриминатора переднего фронта импульса на его С-входе. Неизменное значение выходной частоты измерителя сохраняется до следующей коррекции, осуществляемой при последующем зондировании исследуемой среды.

Таким образом, отсутствие корректирующих изменений Л f выходной частоты измерителя в установившемся режиме позволяет исключить погрешность от наличия пульсаций и повысить точность измерения.

Формулд изобретения

Измеритель скорости звука, содержащий последовательно электроакустически соединенные управляемый генератор, фор5 мирователь, делитель частоты, распределитель, генератор возбуждающих импульсов, акустический преобразователь с отражателем, ограничитель импульсов и компаратор, последовательно соединенные первый дис10 криминатор, коммутатор и интегратор, вход которого связан с управляющим входом управляемого генератора, и регистратор, входом объединенный с входом делителя частоты, отличающийся тем, что, с

15 целью повышения точности, оно снабжено вторым дискриминатором, выход которого подключен к второму входу коммутатора, вход — к первому входу первого дискриминатора и выходу компаратора, источником

20 тока заряда и источником тока разряда, подключенными соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора, и инвертором, включенным между вторым выходом распределителя импульсов и пятым входом

25 коммутатора, третий и четвертый выходы распределителя соединены соответственно с вторыми входами дискриминаторов, входы сбора которых подключены к пятому выходу распределителя.