Устройство для измерения коэф-фициента затухания акустических ko-лебаний

 

ОП ИСАНИ Е„„уф щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.78 (21) 2695218/18-10 с присоединением заявки № (51) М Кл 3

G 01N 29/00 т (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 534.6.08 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ж. Виксна, Ю. В. Грудулис, 3. А. Жихарс и А. P. Ocuc

Специальное конструкторское бюро научного приборостроения

Института механики полимеров АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к акустическим измерениям параметров среды.

Известно устройство для измерения коэффициента затухания акустических колебаний (1), содержащее генераторы зондирующих импульсов, подключенные к излучателям, датчики, соединенные с усилителями, и ,линии задержки.

Однако это устройство имеет недостатки: необходимо регулировать степень прижатия датчиков; входной сигнал значительно усиливается, при этом усиливаются и шумы; измерить амплитудные значения достаточно точно, при высоком шумовом уровне, невозможно; отсутствует возможность автоматизации процесса измерения.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому является устройство для измерения коэффициента затухания (2J содержащее блок управления, генератор зондирующих импульсов, соединенный с излучателями, датчики, соединенные с усилителями.

Недостатком этого устройства также является невозможность измерить достаточно точно амплитудные значения при высоком шумовом уровне, Это существенно влияет на точность измерения.

Отсутствует возможность автоматизации процесса измерения.

Цель предлагаемого изобретения — повысить точность измерения и автоматизировать процесс измерения.

Для достижения поставленной цели устройство снабжено двумя одинаковыми каналами, состоящими из последовательно подключенных интегратора, аналогового ключа, первой ячейки памяти и блока логарифмирования, а также двумя сумматора1р ми, второй ячейкой памяти и блоком измерения напряжения, причем входы каналов подключены к выходам усилителей, а выходы — ко входам первого сумматора, его выход через аналоговый ключ подключен ко второй ячейке памяти, а непосредственно— к одному из входов второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второй ячейки памяти; выход второго сумматора подключен к блоку измерения напряжения. При этом все аналоговые ключи подключены к блоку управления.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики 1, 2 и излучатели 3 и 4, которые через генераторы зондирующих импульсов 5 и 6 подключены к блоку управления 7. Датчики 1 и 2 подключены через усилители 8 и 9, аналоговые ключи 10 и 11, интеграторы 12 и 13, первые

Зр ячейки памяти 14 и 15 и логарифматоры 16

794481

3 и 17 к входам первого сумматора 18. Выход первого сумматора соединен через аналоговый ключ 19 и вторую ячейку памяти 20 с одним входом второго сумматора 21 и непосредственно — со вторым его входом. 5

Блок измерения напряжения 22 подключен к выходу второго сумматора. Аналоговые ключи 10, 11 и 19 подключены к блоку управления 7.

Устройство работает следующим образом. 10

Блок управления 7 запускает один из генераторов зондирующих импульсов, и таким образом осуществляется встречное прозвучивание. При запуске генератора 5 излучатель 3 возбуждает в исследуемом матерна- 15 ле акустические колебания. Колебания достигают датчика 1, возбуждая в нем электрические колебания, пропорциональные величине акустических колебаний. Электрические колебания через усилитель 8 и анало- 20 говый ключ 10, который выделяет из сигнала первую полуволну, поступают на интегратор 12.

На выходе интегратора появляется уровень напряжения, пропорциональный пло- 25 щади импульса первой полуволны, который запоминается на первой ячейке памяти 14 и логарифмируется на логарифматоре 16.

Акустические колебания, миновав расстояние l, возбуждают в датчике 2 электри- 30 ческие колебания, но уже меньшей амплитуды, так как в материале происходит затухание акустических колебаний, Далее преобразование сигнала происходит как описано выше. После этого генератором 6 воз- 35 буждается излучатель 4, и процесс повторяется, как описано выше.

Определение коэффициента затухания акустических колебаний происходит по выражению: 40

1 Si Ьз 1 а = Iп —.— = )(21 S S. 21

>< (In S, — 1n S, + In S, — 1n S,), (1) где $4 и S> — площади первой полуволны 45 сигнала с датчиков 1 и 2, при возбуждении излучателя 3;

S и S4 — площади первой полуволны сигнала с датчика 2 и дат- 50 чика 1 при возбуждении излучателя 4.

На первом сумматоре 18 получают разность In 54 — Iп S . Эту разность запоминают на второй ячейке памяти 20, после чего аналоговый ключ 19 отключает вторую ячейку памяти.

На выходе первого сумматора 18 получают разность Iп 5з — Iп S4.

Второй сумматор 21 складывает обе полученные разности и учитывает коэффициент

1 . Выходное напряжение второго сумма2l тора, которое измеряется вольтметром, равно выражению (1), и таким образом измеряется коэффициент затухания акустических колебаний.

Это устройство позволяет автоматизировать процесс измерения и увеличить точность измерений в 2 — 3 раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента затухания акустических колебаний, содержащee блок управления, подключенный к генераторам зондирующих импульсов, которые соединены с излучателями, и датчики, соединенные с усилителями, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью увеличения точности измерений и автоматизации процесса, .оно снабжено двумя одинаковыми каналами, состоящими из последовательно подключенных интегратора, аналогового ключа, первой ячейки памяти и блока логарифмирования, а также двумя сумматорами, второй ячейкой памяти и блоком измерения напряжения, причем входы каналов подключены к выходам усилителей, а выходы— к входам первого сумматора, его выход через аналоговый ключ подключен ко второй ячейке памяти, а непосредственно — к од. ному из входов второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второй ячейки памяти, выход второго сумматора подключен к блоку измерения напряжения, при этом все аналоговые ключи подключены к блоку управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 438443, кл. В 06В 1/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

К 333461, кл. G 01N 29/00, 1972 (прототип), 794481

Редактор Б. Федотов

Заказ 44/1 Изд. № 147 Тираж 915 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Бурбело

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова