Измеритель скорости звука в жидкостях
О П И С А"Н- И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ 1
Саюэ Соеетскмх
Соцмалмстмческмх
Реслублмк (11) 6061 27
К ASTOPCNOMV СВИДЙТИЛЬСУ8У (6I) Дополнительбое к аат. свил-ву (22) ЗаЯвлено13.01,75 (21)2006151/25 28 (51) M. Кл
C, Ol М 2 liOO с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05,05.78. Бюллетень №) 7 (45) Дата опубликования описания 13.04.78
Госудврствеиный комитет
Соввтв Министров СССР оо делан мзооретенвй и открнтий (53} УДК 620. 179 16 (088.8) (72} Авторы изобретения
Б, К. Фукс, Б. М. Мялахов и H. С. Варейчук (7!) Заявитель
11ентральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросьемки и картографии (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для замера скорости звука в жидких средах, Известен измеритель скорости звука в 5 жидкости, содержаший излучаюший и приемный преобразователи, усилители сигналов, смесители, генераторы задаюшей и гетеродинной частот, электромеханический фазометр и связанный с ним преобразователь вал- 10 циф" ll) .
Недостатками этого устройства являются нелинейная зависимость сдвига фазы от скорости звука и необходимость использования специального преобразователя - вал-цифра, 15
Наиболее близким о технической сушности и цостигаемому эффекту к данному изобретению является измеритель скорости звука в жидкостях, содержаший последователь- 20 но соециненные приемный пьезопреобразователь, усилитель, аттенюатор, перестраиваемую линию задержки избирательный фи"".üòð и излучаюший преобразователь, связанные между собой амплитудный дискриминатор н Ю детектор, выход которого подключен к второму выходу усилителя, и регистратор, соединенный с вторым выходом избирательного фильтра (2)
Недостатками известного устройства является недостаточный динамический диапазон измерения скорости звука и сложность конструкции.
Целью изобретения является увеличение динамического диапазона измерения и упрошения конструкции, Указанная цель достигается тем, что измеритель скорости звука в жидкости снабжен последовательно соециненными генератором задаюшей частоты и ключевым каскадом, выход которого подключен к усилителю, а выход последнего связан с излучаюшим преобразователем и регистратором, На фиг, 1 показана блок-схема измерителя скорости звука в жидкостяхе па фнг. 2временные диаграммы, поясняюшне работу устройства.
Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 задах:адей частоты, ключевой каскад 2, усилитель 3 и регис.гра6О6127
2й а К
2 к+ ь где — частота автоколебаний; зо
С вЂ” скорость звука в жидкости.
Из выражения (3) видно, что если ЬФ не зависит от частоты, то частота автоколебаний находится в линейной зависимости от скорости звука. Дла выполнения этого усло- 35 вия усилитель 3 должен быть широкополосным, а резонансные частоты пьеэопреобраэователей 5 и 6 должны быть ниже или выше час-. тоты автоколебаний.
49
Кроме того, дла уменьшения влияния @Ô на частоту Х параметр К, определяющий кратность 2 Я набега фазы в цепи об..ратной связи, необходимо брать как можно большим. 45
При выполнении этих условий выражение (3) можно записать: зкв <
С = (4) И тор 4, излучаю ций 5 и приемный 6 пьезопреобразователи, подключенные соответственно к выходу и входу усилителя 3.
Устройство работает сл едующим об-. разом. Ь
В замкнутой системе, которая состоит иэ усилителя 3 и цепи обратной связи, включающей в себя исследуемую жидкость и пьеэопреобразователи 5 и 6, возникают колебания при выполнении следующих условий; l9
1. Баланс амплитуд К с Кос =1, (1) где К „с — модуль коэффициента передачи усил" 3
Кос- модуль коэффициента передачи цепи обратной связи. I5
2, Баланс фаз
+ AY=2è,К, (2) где Й вЂ” расстояние между преобразователямщ 29
- длина звуковой волны в жидкости; дт — набег фазы сигнала в усилителе и преобразователях;
К - целое число (О, 1, 2„.).
Выражение (2) можно представить в ви- И где д
Д m эке
2%К
Иэ выражений (3) и (4) видно, что в системе могут возникнуть колебания кратных между собой частот прн неизменной скорости звука(см. фиг. 2, где Х, а, з, °, ив — возможные резонансные частоты в системе).
Для исключения неоднозначности отсчета режим возбуждения замкнутой системы выбирают жестким, При этом крутизна. усиления усилителя
3 для слабьж сигналов выбирается малой, а для сильных — большой. Возбуждение на наружной частоте 1 „, (см, фиг, 2) осуществляется с помощью генератора 1 задающей частоты, подключаемого через ключевой каскад 2 на короткий промежуток времени к входу усилителя 3. После отключения генератора 1 в замкнутой системе устанавливаются колебания, соответствующие измеряемой скорости звука, наиболее близкие к частоте к (т,е, лежащие в диапазоне дт ) ..
Регистрация частоты колебаний производится с помощью регистратора 4, подключенного к вьжоду усилителя 3, Формула изобретения
Измеритель скорости звука в жидкостях, содержащий последовательно соединенные приемный пьезопреобраэователь и усилитель, излучающий пьеэопреобраэователь и регистра« тор, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона измерения и упрощения конструкции, он снабжен последовательно соединенными генератором задающей частоты и ключевым каскадом, выход которого подключен к усилителю, а выход последнего связан с излучающим цьезопреобраэователем и регистратором.
Источники. ифиормадии, принятые во внимание при экспертизе:
1, Авторское свидетельство СССР
% 287433, кл. 9 01 Н 5/ОО, 1967.
2, Авторское свидетельство СССР
¹ 287433, кл, Gi Ol М 5/00, 1972.
6061 27
Фи l
Составитель Н, Васильев
Редактор А. Мурадян Техред). Чу иик Корректор Н Ковалева
Заказ 24 11 /34 ° Тираж 1 1 1 2 Подписное
ОНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
