Устройство для измерения коэффициента затухания акустического сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности для контроля качества пряжи по коэффициенту затухания акустического сигнала. Цель изобретения - повышение чувствительности контроля за счет линеаризации выходного сигнала. При измерении коэффициента затухания акустического сигнала принимают излучение, прошедшее различные пути в исследуемой среде, и усиливают сигналы приемников. При этом стабилизируют выходной сигнал одного из приемных усилителей регулированием уровня возбуждающего сигнала на излучателе. Искомый параметр определяют по разности сигналов: стабилизированного и нестабилизированного. Для этого в устройство введены последовательно соединенные источник опорного сигнала, вторая схема сравнения, вторым входом соединенная с выходом одного из усилителей, и третий усилитель, подключенный к излучателю. 1 ил. Ё

(l9) (1) ) СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()5 G 01 N 29/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766580/28 (22) 07.12.89 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 . (71) Алтайский сельскохозяйственный институт (72) Л.M.Àíàíüåâ, В.M.Èëèâàíîâ и В.А.Цымбал ист (56) Авторское свидетельство СССР

М 1107039, кл. G 01 и 29/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 444105, кл. G 01 N 29/00, 1973..(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ КО.ЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности для контроля качества пряжи rio коэффициенту затухания

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения коэффициента затухания в контролируемом веществе и может быть использовано в текстильной и других отраслях промышленности.

Известно устройства для измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний в нитях, содержащее.йзлучатели и . приемники ультразвуковых колебаний, приемные усилители, блок логарифмирования и сравнения сигналов и измерительный блок амплитуды ультразвуковых колебаний.

Наиболее близким является известное" устройство для измерения коэффициента затухания акустического сигйала, содержа-щее акустически связанные излучатель, два генератора коротких прямоугольнйх имакустического сигнала; Цель иэобретения— повышение чувствительности контроля за счет линеаризации выходного сигнала, При измерении коэффициента затухания акустического сигнала приниМают излучение, прошедшее различные пути в исследуемой среде. и усиливают сйгналы приемников.

При этом стабилизируют выходной сигнал одного из приемных усилйтелей регулированием уровня возбуждающего сигнала на излучателе. Искомый параметр определяют по разности сигналов:"стабилизированного и нестабилизированного. Для этого в устройство введены последовательно соединенные источник опорного сигнала, вторая схема сравнения, вторым входом соединенная с выходом одного иэ усилителей, и тре-. тий усилитель, подключенный к излучателю.

1 ил, пульсов, излучатель, йриемник, соединенные с нимй усйлйтелй; подключенную к их 4 выходам Схему сравненйя и соединенный с ней индикатор.. (A

Йедостатком известного устройства яв- ® . ляется низкая чувствйтельность из-за слож- С1 ности устройств, реализующих . с0 линеаризацию выходного сигнала.

Цель, изобретения — повышение чувствительности путем линеаризации выходноГо сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что устройство я измерения коэффициента затуханйя акустйческого сигнала, содержащее акустически связанйые йзлучатель, два установленных на разных расстояниях от него приемника, соединенные с ними усилители, подключенную к их выходам схему

1753409

Овых=KUoe {1-е ) (4) (Ьаа}

31 (5) (6) 3

- сравнения и соединенный с ней индикатор, снабжено последовательно соединенными источником опорного сигнала, второй схемой сравнения и третьим усилителем, подключенным к излучателю. 5

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения коэффициента затухания акустическогО сигнала.

Устройство для измерения коэффициента затухания акустического сигнала со- 10 держит излучатель 1, установленные на разных расстояниях от него приемники 2 и

3, соединенные с ними усилители 4 и 5, усилитель 6 возбуждающего сигнала излучателя 1, схему 7 сравнения и соединенный 15 с ней источник 8 опорного напряжения, вторую схему 9 сравнения, вторым выходом .соединенную с выходом усилителя 5, индикатор.10, который соединен с выходом схемы 9 сравнения. Позицией 11 обозначена 20 койтролируемая среда;

Устройство работает следующим обра зом;

Ультразвуковые колебания от излучателя 1 проходят в контролируемой среде 11 до 25 приемников 2 и 3 различные пути d и d+ Л d.

Электрические сигналы с приемников 2 и 3 поступают на усилители 4 и 5. Для выходных сигналов усилителей 4 и 5 можно соответственно записать: 30

Выходы усилителей 4 и 5 подключены к входам схемы 9.сравнения, выходной сигнал которой равен:

Овых=К40о е -K50oe (3) Устанавливая величины коЭффициентов усиления равными К4= Кв=К после преобразования (3) получим

Величину е- можно представить в . виде степенного ряда

Разность расстояний Ь d от излучателя

1 до приемников 2 и 3 выбирается из условия, что Л d«d, поэтому членами ряда со степенью, выше первой можно пренебречь.

Тогда для выходного сигнала схемы 9 сравнения можно записать

Овых= КОое . Ь d а

OCd

U4=K4 Upe и 05=K5 Upe, (1) U4=K4-Uoe + =const. (2) где К4 и Kg — соответственно коэффициент усиления усилителей 4 и 5;

Оо — выходной сигнал приемника при отсутствии поглощения в среде; а — коэффициент затухания.

Выходной сигнал одного из приемных усилителей, например 4, стабилизируют путем регулирования сигнала на излучателе 1.

Для этого сигнал с выхода усилителя.5 подают на один из входов схемы 7 сравнения. второй выход которой подключен к источнику 8 опорного напряжения. Разностный сиг нал с выхода схемы 7 сравнения подается на выход усилителя 6, выход которого связан.с излучателем 1. Таким образом, изменение величины затухания в исследуемой среде 11 вызывает появление сигнала рассогласования на выходе схемы 7 сравнения и, соответственно, изменение амплитуды ультразвуковых колебаний излучателя 1 и выходной сигнал усилителя 4 остается практически постоянным:

Так как К=.К4, то в соответствии с (2)

KUpe -const

Величина Л d также постоянная. Обозначив КОое в Л d= С получим окончательно для выходного сигнала схемы 9

40 сравнения Овых=С а .

Таким образом, устройство обеспечивает получение линейной зависимости выходного сигнала от величины затухания ультразвуковых колебаний, Шкала индика45 тора 10 равномерна, Величина С определяется параметрами схемы.

Формула изобретения

Устройстводля измерения коэффициента затухания акустического сигнала, содержащее акустически связанные излучатель, два установленных на разных расстояниях от него йриемника, соединенные с ними

55 усилители, подключенную к их выходам схему сравнения и соединенный с ней индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью. повышения чувствительности, оно снабжено последовательно соединенными источником опорного сигнала, второй схемой

1753409

Составитель В; Цымбалист

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор Н.Химчук

Заказ 2765; 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 сравнения, вторым входом соединенной с выходом одного из усилителей, и третьим усилителем, подключенным к излучателю.