Автоциркуляционное устройство для измерения скорости ультразвука в средах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 54Н20

Союз Советских

- Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.01.70 (21) 1394037128 (51) М. Кл.з G 01N 29!04 с присоединением заявки № 1837537/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 10.01.77 (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Сморчков, А. И. Миновский, М. А. Дяченко и С. К. Барашков (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) АВТОЦИРКУЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА В СРЕДАХ

Изобретение относится к измерительной технике, касается автоциркуляционных ультразвуковых измерительных устройств и может быть использовано в различных акустических приборах, в частности в анализаторах состава жидких и газообразных сред.

Известно автоциркуляционное устройство для измерения скорости ультразвука в средах, содержащее источник возбуждающего напряжения, соединенный с его выходом излучающий акустический преобразователь, усилитель, соединенный с его входом приемный акустический преобразователь, формирователь импульсов, схему совпадения, дежурный генератор, формирователь запускающих импульсов, генератор стробирующих импульсов и электронную временную задержку.

Однако это устройство имеет недостаточно высокую точность, особенно при измерениях в средах с повышенным и изменяющимся в широких пределах затуханием ультразвука, так как в них не компенсируются изменения формы приемного сигнала, обусловленные широкоспектральностью зондирующих импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что источник возбуждающего напряжения, выполненный по схеме генератора непрерывных моночастотных электрических колебаний с модулятором для импульсного изменения частоты, подключен входом модулятора к точке соединения входа электронной задержки с выходами формирователя запускающих импульсов и дежурного

5 генератора, а формирователь импульсов, состоящий из частотного дискриминатора и фильтра, подключен со стороны фильтра к входу схемы совпадения.

На чертеже изображена блок-схема автоцир10 куляционного устройства.

Устройство содержит выполненный по схеме генератора непрерывных моночастотных колебаний и состоящий из последовательно соединенных между собой модулятора 1 для

15 импульсного изменения частоты, задающего генератора 2 и усилителя мощности 3, источник возбуждающего напряжения, соединенный с его выходом излучающий акустический измерительный преобразователь 4, усилитель 5, 20 соединенный с его входом приемный акустический измерительный преобразователь 6, измерительную линию 7 с отражателем 8, состоящий из ограничителя амплитуды 9, частотного дискриминатора 10 и фильтра 11 формирова25 тель импульсов, схему 12 совпадения, дежурный генератор 13, формирователь 14 запускающих импульсов, генератор 15 стробирующих импульсов и электронную временную задержку 16. Вход модулятора 1 источника возбуж30 дающего напряжения подключен к точке сое541120 динения входа электронной задержки 16 с выходами формирователя 14 запускающих импульсов и дежурного генератора 13, а фильтр

11 формирователя подключен к входу схемы

12 совпадения.

Работа устройства заключается в следующем.

С выхода источника возбуждающего напряжения на излучающий преобразователь 4 поступает напряжение определенной частоты, которая затем на некотором произвольно выбранном участке времени изменяется скачкообразно на небольшую величину, например

1 — 2О О от первоначального значения. Это изменение частоты достигается за счет подачи с выхода формирователя 14 запускающих импульсов на вход модулятора 1 прямоугольных видеоимпульсов, длительность которых равна выбранному временному интервалу. В первоначальный момент времени, когда на модулятор 1 источника еще не поступают импульсы для изменения частоты, с выхода дежурного генератора 13 на вход модулятора 1 подается видеоимпульс, запускающий передним фронтом электронную временную задержку 16, задним фронтом импульса которой запускается генератор 15 стробирующих импульсов. С одного выхода генератора 15 видеоимпульсы поступают, а с другого выхода — на вход дежурного генератора 13 для его запирания. В то же время преобразователь 4 преобразует напряжения источника в ультразвуковую волну, которая распространяется в контролируемой среде. После отражения сигнал принимается преобразователем 6 и преобразуется им в сигнал, имеющий такую же форму, как и сигнал, возбуждающий, но со сдвигом первого частотного «сгустка» от воздействия импульса дежурного генератора 13 на время, равное времени распространения ультразвука в контролируемой среде. Этот сигнал после усиления поступает на вход формирователя, где нормируется по амплитуде, детектируется и отфильтровывается в виде прямоугольного импульса, длительность которого соответствует длительности «сгустка» первоначальной частоты приемного сигнала. Далее этот импульс поступает на второй вход схемы 12 совпадения. При совпадении по времени импульсов на обоих входах схемы совпадения 12 на ее выходе появляется видеоимпульс, из которого формируется формирователем 14 запускающий импульс, воздействующий одновременно на входы модулятора 1 и электронной временной задержки 16. Устройство работает циклич1О но. Следующие циклы проходят аналогично, но уже при запертом дежурном генераторе 13.

Таким образом, благодаря конструктивным и схемным особенностям описываемого автоциркуляционного устройства удается добиться

15 компенсации изменения формы приемного сигнала.

Точность измерения особенно при измерениях в средах с повышенным затуханием ультразвука стала выше.

Формула изобретения

Автоциркуляционное устройство для измерения скорости ультразвука в средах, содержащее источник возбуждающего напряжения, соединенный с его выходом приемноизлучающий акустический измерительный преобразователь, усилитель, соединенный с его входом приемный акустический преобразователь, формирователь импульсов, схему совпадения, дежурный генератор, формирователь запускающих импульсов, генератор стробирующих импульсов и электронную временную задержку, отличающееся тем, что, с целью повыше35 ния точности, источник возбуждающего напряжения, выполненный по схеме генератора непрерывных моночастотных электрических колебаний с модулятором для импульсного изменения частоты, подключен входом модуля40 тора к точке соединения входа электронной задержки с выходами формирователя запускающих импульсов и дежурного генератора, а формирователь импульсов, состоящий из частотного дискриминатора и фильтра, подклю45 чен со стороны фильтра к входу схемы совпадения.

541120

Составитель О. Строганов

Техред А. Камыш никова

Корректор Л. Орлова

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2816/16 Изд. № 1893 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5