Способ автоматического измерения коэффициента затухания акустических колебаний

 

О П И С А - Н-И-ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7436I

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 10.05.72 (21) 1783432/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 25.06.75. Бюллетень Хв 23

Дата опубликования описания 29.10.75 (51) М. Кл. В 06Ь 3/00

G 01п 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.286(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Камчатный, В. Ю. Любинский и В. П. Соболевский (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойств и составов веществ акустическими методами и может быть использовано при разработке акустических аналитических приборов, особенно в тех случаях, когда исследуемый параметр вещества определяется через коэффициент затухания акустических колебаний в нем при помощи сложного аналитического выражения и когда обработку результатов измерений целесообразно производить с помощью электронной вычислительной машины.

Известен способ автоматического измерения коэффициента затухания, по которому в исследуемую среду излучают акустические импульсы, принятые эхо-сигналы (серию отраженных импульсов) логарифмируют, выделяют их огибающую, дифференцируют во время и по записи амплитуды выброса импульса знака, противоположного полярности выделенной огибающей, судят о коэффициенте затухания.

Однако при использовании такого способа процесс выделения огибающей серии отраженных импульсов, расстояние между которыми, а также амплитуда которых изменяются в зависимости от скорости распространения и коэффициента затухания акустических колебаний, является сложным, требует автоматической регулировки постоянной времени амплитудного детектора и при значительном затУхании погРешность пРевышает 10+15с/о.

Кроме того, дифференцирование во времени огибающей отраженных импульсов и измере5 ние амплитуды выброса после дифференцирования пиковым вольтметром сопровождаются погрешностями такого же порядка.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений с помощью наip копления и разряда электрического заряда, пропорционального амплитуде одного из импульсов, с последующим увеличением угла пх наклона при каждом такте, определяемом частотой следования акустических импульсов, 15 вводимых в среду.

Для этого по предлагаемому способу фор. мируют эталонные кривые разряда, определяющие наклон огибающей серии эхо-импульсов, и последовательно сравнивают серии эхо20 импульсов с соответствующими эталонными кривыми, а о коэффициенте затухания акустических колебаний судят по количеству циклов сравнения измеряемому на момент превышения эталонной кривой разряда одним

25 пли несколькими эхо-импульсазти.

На фиг. 1 и 2 изображены временные диаграммы напряжений, поясняющие предлагаемый способ.

Тактовые импульсы (см. фиг. 1, а) одно3р временно с запуском генератора зондирующих

474361 импульсов, поступающих на акустический преобразователь, подают на управляемый элемент, например генератор тока, установленный в цепи разряда накопителя энергии (конденсатора).

От одного из первых импульсов серии (например, второго) накопитель заряжается до амплитудного значения импульса, затем разряжается через управляемый элемент (см. фиг. 1,в), параметр (величина тока) которого дискретно изменяется с приходом каждого тактового импульса, изменяя тем самым наклон кривой разряда.

Кривая разряда накопителя и серия отраженных импульсов (см. фиг. 1, б) сравниваются на дискриминаторе (см. фиг. 1,г), и в момент превышения кривой разряда импульсами серии дискриминатор (см. фиг. 1, д) формирует импульсы.

В начале цикла измерения параметр управляемого элемента устанавливают таким, что, наклон кривой разряда накопителя энергии соответствует минимальному затуханию акустических колебаний в исследуемой среде.

Конец цикла измерения определяется моментом выдачи команды «Остановка изменения параметра» (см. фиг. 1, е), свидетельствующей о превышении кривой одним или несколькими импульсами (в зависимости от программы) .

Это связано с тем, что в реальном случае огибающая отраженных импульсов не является линейной (см. фиг. 2, а) и для уменьшения ошибки изменения коэффициента затухания команда «Остановка изменения параметра» и регистрации параметра должны происходить не в момент, когда кривая разряда соответствует положению 1 на фиг. 2, а и на выходе дикриминатора формируются два импульса (см. фиг. 2, б), а в момент, например, соответствующий кривой положения 2 и наличию на выходе дискриминатора импульсов.

При измерении затухания акустических колебаний импульсным методом частота тактовых импульсов f, (зондирующих импульсов), как правило, составляет 0,5 — 2 кгц. Если затухание изменяется в диапазоне от ам 1к до

0- макс (ап1н И Сбмакс МИНИМаЛЬНЫЙ И МЯК5 симальный коэффициенты затухания, соответствующие начальному и конечному параметрам управляемого элемента) и величина изменения параметра управляемого элемента с каждым тактовым импульсом соответствует

10 изменению затухания Ли = (см.

100 фиг. 1, в), то максимальное время цикла из1 мерения Tff3gf cOcTBBHT 1004, где 4=; при

15 ff

f,=1 кгц, 4=1)(10 — сек и ТЗ,„— — 0,1 сеК, что подтверждает быстродействие и точность измерения затухания.

Предмет изобретения

Способ автоматического измерения коэффициента затухания акустических колебаний

25 путем излучения в исследуемую среду акустических сигналов и анализа принятых эхоимпульсов, включающего их логарифмирование, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия изме30 рений с помощью накопления и разряда электрического заряда, пропорционального амплитуде одного из импульсов, с последующим увеличением угла их наклона при каждом такте, определяемом частотой следования аку

35 стических импульсов, вводимых в среду, фор мируют эталонные кривые разряда, определя ющие наклон огибающей серии эхо-импульсов, и последовательно сравнивают серии эхо-импульсов с соответствующими эталонны40 ми кривыми, а о коэффициенте затухания акустических колебаний судят по количеству циклов сравнения измеряемому на момент превышения эталонной кривой разряда одним или несколькими эхо-импульсами.

474361

%us 7 Риг 2

Составитель Н. Фомичев

Текред Т. Миронова

Корректор О. Тюрина

Редактор Т. Иванова

Заказ 2596/5 Изд. № 874 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мпнисгров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2