Измеритель скорости звука

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 530> 9 ф (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 20.03.75 (21) 2116288/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано30.09.76.Бюллетень ¹ 36 (45) Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл.

Cr 01 Н 5/00

G 01 В 17/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620 179.

16+534 6(088 8} (72) Авторы изобретения P. С. Стефанов, А. М. Трохан, Ю. П. Хохуля и К. Е. Никитин (71) Заявитель,1 г

3 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА

20 где 1 расстояние между излучающим и

Изобретение относится к области ультразвуковой измерительной техники и предназначено для измерения скорости звука в жидких и твердых средах с повышенной точностью. 5

Известен измеритель скорости звука, содержащий электроакустически последовательно соединенные излучатель звука, приемник звука и усилитель электрических сигналов.

Известен также измеритель скорости звука, содержащий усилитель с подключенными к нему излучающим преобразователем и измерителем частоты, и приемный преобразователь. Это устройство по техничес- 15 кой сущности наиболее близко к предложенному.

Недостатками известных измерителей являются низкая чувствительность и узкий диапазон измерений.

С целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений предложенный измеритель снабжен преобразователем частоты, один вход которого соединен с приемным преобразователем, удвоителем частоты, вход которого соединен с выходом усилителя, выход — со вторым входом преобразователя частоты,и линией задержки, подключенной входом к выходупреобразователя частоты, а выходомко входу усилителя.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого измерителя скорости звука.

Измеритель скорости звука содержит электроакустически последовательно соединенные в кольцо излучающий преобразователь 1, приемный преобразователь 2, преобразователь 3 частоты, линию 4 задержки и усилитель 5. Удвоитель 6 частоты входом подключен к усилителю 5, а выходом — ко второму входу преобразователя

3 частоты. К выходу усилителя подключен также измеритель 7 частоты.

Измеритель работает следующим образом.

На сигнальный вход преобразователя 3 частоты поступает сигнал с частотой аз с выхода приемного преобразователя 2 с фазовой задержкой, накопленной при прохолц ении сигнала через рабочую среду:,о с с

530l94

UHHHIIH Заказ 5218/649 Тираж 1032

Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 приемным преобразователями; с - скорость распространения звука в среде.

С выхода преобразователя 3 снимается сигнал разносгной частоты с фазовой за,(>

5 держкой с(=С С С . Этот сигнал поступает на вход линии 4 задержки длиной

Р + -д (, в которой скорость распространения ультразвука равна с Тогда на выходе линии 4 задержки образуется сигнал с фазовой задержкой

Е.дг Е (=(ж - » — - > — (()

С С С С

Гетеродином преобразователя 3 частоты служит удвоитель 6 частоты, собранный, ia например, на диодном мостике по схеме двухполупериодного выпрямителя. Удвоитель 6 частоты вырабатывает сигнал удвоенной частоты ((> > При этом

2 C 20 фазовая задержка на выходе линии задержки равна

С С

Условие самовозбуждения схемы отсюда принимает вид д сер = ZJ(n () с С

2 JTос, со = — (4>

С- Е

Разность частот (полоса частот) между двумя соседними модулями колебаний равна

С д = (>)

Ы а чувствительность при Ьt = AA, =

f дС вЂ” (б) дС С

Из формулы 5 видно, что динамический диапазон увеличивается во столько раз, во сколько Я ) e (., а из формулы 6 — что чувствительность измерителя пропорциональна частоте колебаний.

Частоты генерации обратно пропорцис нальны величине Л (, что приводит к сколь угодно большому увеличению полосы между соседними частотами. Измеритель 7 частоты регистрирует только одну частоту, пропорциональную скорости распространения звука в среде, Таким образом, чувствительность предлагаемого измерителя во столько раз выше чувствительности известных, во сколько раз шире динамический диапазон измерений.

Повышение чувствительности измерителя увеличит сферу его применения и позволит проводить более качественные измерения как в жидких, так и в твердых средах.

Формула изобретения

Измеритель скорости звука, содержащий усилитель с подключенными к нему излучающим преобразователем с измерителем частоты, и приемный преобразователь, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, он снабжен преобразователем частоты, один вход которого соединен с приемным преобразователем, удвоителем частоты, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход — со вторым входом преобразователя частоты, и линией задержки, подключенной входом к выходу преобразователя частоты, а выходом — ко входу усилителя.