Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковб1х колебанийпатсйтнс-ихщ|чш^а;.; ^1<^& лиот?;ка i

 

О П И С А Н И Е ЗО4448

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскив

Социаливтическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.Ч.1969 (№ 1334783/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25.V,1971. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 6.Ч11.1971

МПК б 0lh 5/00

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.121.8:534.22 (088.8) Авторы изобретения

Н. П. Зорин, Ю. Д. Харизман, И. Б. Мариенгоф, В. А. Гречишкин, А. А. Розов и М. А. Богомолов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

РАС П РОСТРАН ЕНИЯ УЛ ЬТРАЗВУКО ВЬ1Х КОЛ ЕБА НИ Й

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний в жидких и твердых телах и может быть применено в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известные устройства аналогичного назначения характеризуются низкой разрешающей способностью и чу вствительностью, низкой точностью измерений в случае малых значений 10 коэффициента поглощения, а также в случае небольших расстояний (например, до одного см) между передающим и приемным преобразователями.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком регулирования времени задержки, выполненным в виде временного селектора, входы которого соединены с формирователем, одним из выходов линии задержки и триггером, а выход — 20 с реверсивным двигателем, кинематически связанным с регулирующим элементом линии з адержки.

Указанные отличия позволяют повысить разрешающую способность, чувствительность и точность измерений устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — блок-схема линии задержки; на фиг. 3 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. ЗО

Блок-схема устройства содержит зондирующий генератор 1, передающий преобразователь 2 для преобразования электрической энергии зондирующего импульса в энергию упругих колебаний, поступающих в исследуемую среду 8, приемный преобразователь 4, широкополосный усилитель 5, высокостабильну ю регулируемую линию задержки 6, осуществляющую задержку зондирующего импульса на величину акустической задержки, а также вырабатывающую прямоугольный импульс, длительность которого равна времени задержки, формирователь 7 для формирования импульса, стандартизованного по длительности и амплитуде из экспотенциального электрического сигнала после усилителя 5, триггер 8 для выработки прямоугольного импульса, длительность которого равна разности между периодом следования зондирующих импульсов и временем задержки импульса линией задержки 6.

Временной селектор 9 служит для выработки сигнала ошибки, необходимого для приведения в действие реверсивного двигателя 10, кинематически связанного с регулирующим элементом 11 линии задержки 6.

Блок-схема линии задержки содержит триггер 12 с двумя устойчивыми состояниями, предназначенный для выработки прямоугольного импульса, длительность которого равна времени акустической задержки, а также ко304448 роткого прямоугольного импульса, сдвинугого относительно зондирующего импульса на время акустической задержки; генератор 18 пилообразного напряжения, вырабатывающий колебания пилообразной формы; компаратор

И, производящий сравнение амплитуды пилообразного напряжения с опорным постоянным напряжением; блокинг-генератор 15, вырабатывающий короткий прямоугольный импульс в момент равенства амплитуд пилообразного и опорного напряжений и опрокидывающий этим импульсом триггер 12.

На фиг. 3 изображены следующие эпюры напряжений: импульсы 16 на выходе зондирующего генератора 1; импульсы 17 на первом выходе линии задержки б; импульсы 18 па выходе триггера 8; импульсы 19 на выходе формирователя 7; совмещенное изображение (эпюра 20) импульсов 19 со стробирующими

> и:ióëüñàìè 17, 18.

Устройство работает следующим образом.

Зондирующий генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсо в, которые поступают на передающий преобразователь 2 датчика, где преобразуются в акустические колебания.

Лкустические колебания, распространяясь через исследуемую среду 8, достигают приемного преобразователя 4, где преобразуются в электрические импульсы, и после усиления широкополосным усилителем 5 и формирования по длительности и амплитуде формирователем 7, поступают на третий вход временного селектора 9. Одновременно импульсы зондирующего генератора 1 поступают на вход регулируемой линии задержки б, запуская триггер 12 с двумя устойчивыми состояниями.

Передним фронтом импульса триггера запу скается генератор 18,пилообразного напряжения, импульсы которого поступают на компаратор 14, где происходит сравнение их амплитуды с постоянным опорным напряжением.

В момент равенства амплитуд срабатывает блокинг-генератор 15, импульс которого восстанавливает триггер с двумя устойчивыми состояниями в первоначальное положение.

Импульс блокинг-генератора 15 (Вых. 2) запускает тр иггер 8, который приводится в исходное состояние импульсом зондирующего генератора 1.

5

Импульсы с триггера 8 и с первого выхода высокостабильной регулируемой линии задержки б (триггер 12, вых. 1) поступают на временной селектор 9. Сюда же поступают импульсы с формирователя 7. Селектор 9 в зависимости от временных положений импульсов 17, 18, 19 вырабатывает на выходе постоянное напряжение той или иной полярности, которое поступает на реверсивный двигатель

10. Реверсивный двигатель 10 кинематически связан с элементом регулирования (1 величины опорного напряжения Ь, которое изменяется до тех пор, пока постоянное напр»жение (сигнал ошибки) на выходе схемы селектора 9 не станет равным нулю. Такое положение прошедшего через исследуемую среду 3 импульса относительно стробирующих импульсов показано на фиг. 3 (эпюра 20).

Здесь же показаны возможные временные положения импульса 19.

В случае совпадения импульса 19 с импульсом 16 (фиг. 3, эпюра 20, положение I) величина задержки увеличивается, а в случае совпадения с импульсом 18 (фиг. 3, эпюра 20, положение II) — уменьшается до тех пор,,юка временное положение импульсов не станст таким, 1ia < показано па э пюре 20 (по o»ieние 1П).

TaKHM oopaaoM, BpPi31H за QPp2KKH»NIHIL 7bCcl

16 высокостабильной регулируемой гпшией задержки 6 автоматически приравниваетс» к времени ак стическои задержки В нсслед смой среде 8.

Предмет изобрс гения

Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, содержащее зондирующий генератор. акустические преобразователи, линию задержки, триггер, широкополосный усилитель,. формирователь и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, чувствительности и точности измерений, оно снабжено блоком регулирования времени задержки, выполненным в виде временного селектора, входы которого соединены с формирователем, одним из выходов линии задержки и триггером, а выход — с реверсивным двигателем, кинематическп связанным с регулирующим элементом линии задержки.

304448

17

Составитель 3. И. Гиндин

1 сдактор С. И. Хейфиц Текред Т. П. Курилко Корректоры: А. Николаева гь Е. Ласточкина

Заказ 1835, 11 Изд. № 766 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2