Устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука

 

О П И С А Н И Е 309749

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 02.1.1969 (№ 1296099 18-10) с присоединением заявки ЪЪ—

Приоритет—

Опубликовано 26.VI1.1971. В!оллстен1> ¹ 23

Дата опубликования описа1п1я 20.IX.1971.ЧПК В 06Ь 3 02

Номитет пс делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

I

УДК 534.8:621.317. .741 (088.8) Автор изобретения

В. Я. Решетник

Запорожский филиал Специального конструкторск

«Цветметавтоматика»

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к области аку стического приборост роения и предназначено для использования в гидроакустике при физико-химических исследованиях веществ, Известные устройства для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащие генератс!р импульсов, источник питанля генератора, акустический датчик, усилитель, детектор и схему сравнения выходного сигнала с опорным ца пряжениех1, не обеспечивают достаточно высокой точности и не позволяют автоматизировать процесс измерений.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем ко второму входу схемы сравне.!ия, выполненной на диоднорог el!cpa TlIlIIioi! нуль-c!pi.aiiе, подключен «сточник опорного напряжения, а выход coezIIнен с регулируемым источником питания, в управляюц!у!о цепь которого вклlo leII измеритель скважности импульсов.

Это отличие позволяет повысить точность и автоматизировать процесс измерений.

Влок-схема описываемого устройства показана на чертеже.

Устройство сс!держит генератс!р 1 их!пульсов, акустическ;!й датчик 2 с излучателем и приемником ультразвука, усилитель 3, схем. запуска генератора, выполненнуlo в зидс трлггсра Шмитта 4 и одновибратора 5, частотох!е р 6, пиковый детектор 7, источник б опорного напряжения, схему сравнения с диоднорсгенератпвным нуль-органом 9, регули!руемый источник 10 напряжения и прибор ll для б измерения скважностн импульсов.

Устроиство раоотает следующим образом.

Г 0 I I e P 2 To P I I A I! I i . I b.".)!3 и о Р о т к н х ным импульсом возбуждает излучатель ультразву ка аку стн leского датчика 2. Ультразвуковой импульс распространяется в конпролнруемой среде до тигает приемника ультразвука, который преобразует ультразвуковой импульс В э"!еl, В снстгме устанавливается автоциркуляцня импульсов с частотой, которая зависит от скорости распространения ультразвука. Частоту автоцнркуляции нмпу,ibcoB измеряют частотоме рох! 6 и по ней судят о корости ультразвука, Одновремен:io с выхода усилителя 3 сиг309749 нал поступает на вход пикового детектора 7.

Пиковый детектор преобразует принятые и усиленные импульсы в постоянное нап ряжение V„, которое подается на диодно-регенеративный куль-орган 9. На второй вход нульоргана подается постоянное напряжение Vo от источника 8 опорного .напряжения. Диод»о- регенеративный нуль-орган 9 генерирует положительные импульсы, если V,(V, (активное состояние) и прек ращает генерацию импульсов, если V,) Vo (пассивное состоя,ние) . Нуль-орган 9 у1правляет работой регулируемого источника 10, напряжение на выходе которого зависит от управляющего сигнала нуль-органа, Если нуль-орган находится в активном состоянии, напряжение .на выходе источника 10 повышается, если нуль-орган переходит в пассивное состояние, напряжение на выходе источника 10 понижается.

Таким образом, на пряжсние на выходе управляемого источника 10 зависит от соотношения между временами активного и пассивного состояний нуль-органа. Напряжение с выхода источника 10 питает гене ратор 1 импульсов и, следовательно, мощность импульсов, возбуждающих излучатель ультразвука, зависит от этого пап ряжения.

В момент времени, непосредственно следующий за включением прибора, пока ультразвуковой импульс не достигает приемника, сигHÿë на выходе, приемника отсутствует, и напряжение V„íà входе нуль-органа равно нулю. Опорное напряжение Vo не равно нулю, Нуль-орган 9 генерирует импульсы, управляющие источником 10. Напряжение питания генерато ра 1 возрастает до максимального, амплитуда возбуждающих импульсов также максимальна. Как толико ультразвуковой импульс достигнет приемника ультразвука, на выходе усилителя и пикового детектора 7 по- 40 явится сигнал. Так как амплитуда возбуждающих импульсов максимальна, то при этом буклет V,)Vo, т, е. сигнал больше опорного напряжения, Нуль-орган перейдет в пассивное состояние, напряжение питания генерато- 45 ра 1, а следовательно и амплитуда импульсов, будет уменьшаться. Как только сигнал станет меньше опорного напряжения, т. е. Vo ( (V О, нуль-орган перейдет снова в активное состояние, ам плитуда импульсов начнет повышаться. Процесс повторяется циклически, с установившейся частотой.

Таким образом, схема сравнения работает как регулятор напряжения в импульсном или релейном режиме, стремясь поддерживать равенство V, = Vo. При этом уровень сигнала на выходе п риемника и усилителя 3 стабилизирован. Напряжение на выходе регулятора зависит от скважности импульсов регулято ра, т, е. от отношения времени активного состояния нуль-органа к периоду колебаний регулятора. При увеличении затухания для поддержания равенства V, = V o необходимо увеличить мощность импульсов, возбуждающих излучатель, при уменьшении затухания — уменьшить. К выходным цепям регулятора напряжения подклк чен прибор для изме рения скважности импульсов, по показаниям которого определяют коэффициент затухания, В качестве измерителя скважности импульсов регулятора напряжения могут быть использованы счетчик импульсов, подключаемый ко входу диодно- регенеративного нуль-органа 9, или вольтметр, подключенный к выходу регулируемого источника 10 параллельно генератору импульсов или амперметр, включенныи B цепь управляемого вентиля источника питания 10.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащее генератор импульсов, источник питания генератора, акустический датчик, детектор и схему сравнения выходного сигнала с опорHbIM напряжением, от гичающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерений, в .нем ко второму входу схемы сравнения, выполненной на диоднорегенеративном нуль-органе, подключен источник опорного напряжения, а выход соединен с регулируемым источником питания, в управляющую цепь которого включен измеритель скважности им пульсов.

309749

Составитель 3. Э. Гиндин

Техред Л. Л. Евдонов Корректор E. Н. Миронова

Редактор С. И, Хейфиц

Заказ 360/1251 Изд, М 1032 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Ратшская иаб., д. 4 5

Тип. Харьк. фпл. пред. «Патент>