Устройство для измерения скорости ультразвука

 

О П И С А Н И Е (») 44I456

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.07,72 (21) 1804684/18-10 с присоединением заявки ¹ (51) Ч Кa. G 01h 5(00

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 06.08.75 (53) УДК 681.121.8г534.22 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Розов и В. А. Гречишкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА

ГосУдаРственный комитет (32) Приори ет

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при различных ультразвуковых измерениях в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор, соединенный через входной усилитель, ультразвуковые преобразователи и выходной усилитель с одним входом схемы совпадения, а через блок задержки и оконечный генератор селекторных импульсов — с другим входом схемы совпадения, выход которой подключен к реверсивному двигателю.

Однако такое устройство не позволяет проводить прецизионные автоматические измерения в связи с малой стабильностью блока задержки.

В предлагаемом устройстве введены делитель частоты между генератором и блоком задержки, блок временной селекции между (енератором и входным усилителем, генера1ор селекторных импульсов между делителем частоты и блоком временной селекции, оконечнь.й блок временной селекции, соединенный другим входом с генератором, и регулируемая электронная задержка, соединенная кинематически с реверсивным двигателем, между оконечным генератором селекторных импульсов и другим входом схемы совпадения, генератор строба между выходом блока временной селекции, третьим входом схемы совпадения и другим входом электронной регулируемой задержки.

Благодаря этому возможно проведение прецизионных автоматических измерений скорости ультразвука.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2, а — л, — эпюры напряжений, пояс10 няющие работу устройства.

Блок-схема содержит источник 1 эталонных интервалов времени, предназначенный для сравнения измеряемого времени с эталонным, и блок 2 слежения, осуществляющий автома15 тпческое изменение эталонного времени в соответствии с измеряемым. Источник 1 включает кварцевый генератор 3, вырабатывающий периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов, делитель 4 часто20 ты, осуществляющий деление частоты генератора 3, генератор 5 селекторных импульсов, вырабатывающий прямоугольные селекторные импульсы, блок 6 временной селекции, предназначенный для выделения необходимого им25 пульса из последовательности импульсов, вырабатываемой генератором 3.

Усилитель 7 усиливает мощность импульса, вырабатываемого блоком 6 временной селекции. Акустические приемный 8 и передающий

30 9 преобразователи служат для преобразова441456 ния электрической энергии в энергию механических колебаний и обратно. Широкополосный выходной усилитель-формирователь 10 осуществляет неискаженное усиление электрического сигнала с выхода акустического приемного преобразователя 8 и формирование этого сигнала в стандартизированный по амплитуде и длительности импульс.

Ьлок 11 задержки предназначен для временной задержки импульсов, поступающих с делителя 4 частоты. Оконечный генератор 12 селекторных импульсов, вырабатывает прямоугольные селекторные импульсы, а оконечный блок 13 временной селекции выделяет импульс, задержанный блоком 11 задержки. Генератор 14 строба вырабатывает прямоугольный стробирующий импульс (второй полустроб).

Регулируемая электронная задержка 15 служит для дополнительной задержки импульсов с выхода делителя 4 частоты, величина которой автоматически регулируется, а также для выработки прямоугольного импульса первого полустроба. Схема 16 совпадения сравнивает временные положения трех импульсов (первого и второго полустробов и импульса выходного усилителя 10) и выработки сигнала рассогласования. Реверсивный двигатель 17, кинематически связанный с регулирующим элементом регулируемой электронной задержки

15 осуществляет изменение величины задержки в зависимости от полярности сигнала рассогласования.

На фиг, 2 показаны эпюры напряжений, где а — импульсы на выходе кварцевого генератора 3; б — импульсы на выходе делителя 4 частоты; в — импульсы на выходе генератора

5 селекторных импульсов; г — импульсы на выходе блока 6 временной селекции: д — импульсы на выходе блока 11 задержки; е — импульсы на выходе оконечного генератора 12 селекторных импульсов; ж — импульсы на выходе оконечного блока 13 временной селекции; з — импульсы на выходе регулируемой электронной задержки 15; и — импульсы на выходе генератора 14 (второго полустроба); к — импульсы на входе выходного усилителяформирователя 10; л — импульсы на выходе выходного усилителя-формирователя 10; м — совмещенное изображение импульса л со стробирующими импульсами з, и.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 3 вырабатывает периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов, которые поступают на делитель 4 частоты и блоки 6 и 13. На выходе делителя частоты получаются прямоугольные импульсы, задержанные по времени относительно основной последовательности генератора 3 на — время задержки делителя частоты. Для получения незадержанной поделенной последовательности импульсов с выхода делителя частоты импульсы подаются на вход генератора 5 селекторных импульсов, вырабатывающего широкие прямоугольные импульсы, кото5

65 рые поступают на блок 6 временной селекции.

На второй вход этого блока импульсы подаются непосредственно с выхода генератора 3.

Таким образом; на выходе блока 6 имеется последовательность прямоугольных импульсов, частота которой определяется выражением — где fa — частота генератора 3; К вЂ”Л

К коэффициент деления делителя частоты.

Импульсы с выхода блока 6 поступают на входной усилитель 7 мощности, а затем — на передающий преобразователь 9 акустического датчика. Акустические колебания через исследуемую среду достигают приемного преобразователя 8, где преобразуются в электрические импульсы (фиг. 2,к), и после, усиления и формирования широкополосным выходным усилителем-формирователем 10 поступают на один вход схемы 16 совпадения.

Одновременно импульсы с делителя частозы подаются на вход блока 11 задержки, время задержки которого определяется диапазоном измерения. Задержанные импульсы запускают генератор 12, его импульсы поступают на блок

13. На другой вход блока 13 подаются импульсы основной последовательности с генератора 3. На выходе блока 13 вырабатывается последовательность импульсов с частотой f, сдвинутая во времени относительно последовательности импульсов с выхода делителя частоты на время т,, (фиг. 2,е). Импульсы с выхода блока 13 поступают на запуск регулируемой электронной задержки 15 и генератора

14 строба (второго полустроба).

Регулируемая электронная задержка вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого т,„в сумме с временем задержки тз, равна времени прохождения акустическим импульсом между преобразователями 8 и 9. Прямоугольный импульс с выхода регулируемой электронной задержки подается на другой вход схемы 16 совпадения и является импульсом первого полустроба. Задний фронт этого импульса запускает генератор 14 строба (второго полустроба), прямоугольный импульс с выхода которого поступает на третий вход схемы совпадения 16. На один вход схемы совпадения подается сформированный импульс с выхода усилителя-формирователя

10 (импульс сформирован на акустического сигнала) .

Совмещенное изображение сигнала и двух стробирующих импульсов показано на фиг. 2, м.

В положении 1 на выходе схемы совпадения вырабатывается напряжение определенной полярности, которое запитывает реверсивный двигатель 17. Последний перемещает задержку 15 до тех пор, пока сигнал рассогласования на выходе схемы 16 совпадения не станет равным нулю (положение III). В положении II на выходе схемы 16 совпадения вырабатывается напряжение противоположной полярности и двигатель перемещает задержку 15 в противоположную сторону до положения III.

441456

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с одной стороны проводить прецизионные измерения, а с другой — автоматизировать процесс измерений, что например, при возрастающем в настоящее время объеме динамических испытаний полимеров значительно повышает производительность труда при высокой точности измерений.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор, соединенный чсрез входной усилитель, акустические преобразователи и выходной усилитель с одним входом схемы совпадения, а через блок задержки и оконечный генератор селекторных имп;,:;ьсов — с другим входом схемы совпадения, выход которой подключен к реверсивному двигателю, отличающееся тем, что, с целью проведения прецизионных автоматических из мерений скорости ультразвука, в него введены делитель частоты между генератором и бло5 ком задержки, блок временной селекции между генератором и входным усилителем, генератор селекторных импульсов между делителем частоты и блоком временной селекции, оконечный блок временной селекции, 10 соединенный другим входом с генератором, и регулируемая электронная задержка, соединенная кинематически с реверсивным двигателем, между оконечным генератором селекторных импульсов и другим входом схемы совпа15 дения, генератор строба между выходом блока временной селекции, третьим входом схемы совпадения и другим входом электронной регулируемой задержки.

441456

Фиг. 2

Составитель А. Матвеев

Техред Т. Курилко

Корректор Н. Лебедева

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1601/6 Изд. № 1424 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5