Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды Советский патент 1983 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к технике акустических измерений и может быт использовано в геофизике при иссле довании различных параметров в вод ной и воздушной средах. Известен ультразвуковой расходо мер, содержащий генератор электрических колебаний, усилитель мощнос ти, двухканальный приемный усилитель, фазовый детектор и регистратор 1.. Недостатком известного устройст является влияние турбулентности на результаты измерений. наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультра звуковое устройство для контроля параметров среды, содержащее два . канала измерений, каждый из которы состоит из последовательно соедине ных излучающего преобразователя, приемного преобразователя и усилит ля-ограничителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничителями, последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, выход которого подключен к излучающему преобразователю каждого канала; и регистратор, вход которого подключен к выходу фазового детектора tS. Недостатком известного устройст ва является влияние .турбулентности на контроль napciwfeTpoB среды, что приводит к снижению точности контроля. Цель изобретения - повышение точ ности контроля. Поставленная цель достигается те что ультразвуковое устройство для контроля параметров среды, содержащее два канала измерений, каждый из которых состоит из последователь но соединенных излучающего преобразователя, приемного преобразователя и усилителя-органичителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничителями, последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, выход которого подключен к излучающему преобразователю каждого канала, и регистратор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, снабжено включенными .параллельно между собой двумя блокгили памяти, вход каждого из которых соединен с выходом фазового детектора, блоком вычитания, включенньм между блокам памяти и соединенньж с регистратором, формирователем импульсов, два выхода, которого соединены с вторыми входами блоков памяти, а каждый канал измерений снабжен модулятором, первый вход которого подключе к выходу формирователя импульсов, второй вход - к выходу усилителя мощности, а выход - к излучающему преобраздвателю. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого-устройства; на фиг,2 временные эпюры поясняющие работу схемы. Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды содержит последовательно соединенные задающий генератор 1 и усилитель 2 мощности. К выходу усилителя 2 мощности подключен первый канал измерений, состоящий из последовательно соединенных модулятора 3, излучающего преобразователя 4, приемного преобразователя 5 и усилителя-органичителя 6. К выходу усилителя 2 мощности подключен также второй канал измерений, состоящий из модулятора 7, излучающего преобразователя 8, приемного преобразователя 9 и усилителя-ограничителя 10. Между усилителями-ограничителями 6 и 10 включен фазовый детектор 11. Между фазовым детектором 11 и блоком 12 вычитания включены блок 13 памяти и блок 14 памяти. К выходу блока 12 вычитания подключен регистратор 15. Кроме того, устройство содержит формирователь 16 импульсов , первые два выхода которого соединены с вторыми входами модуляторов 3 и 7, а вторые выходы - с вторыми входами блоков 13 и 14 памяти. Ультразвуковое устройство для контроля параметров среды работает следующим образом. Сигнал 17 (фиг.2) с выхода задающего генератора 1 после усилителя 2 мощности поступает на входы модуляторов 3 и 7, на управляющие входы которых подаются импульсы 18 и 19 от формирователя 16 импульсов. Модуляторы 3 и 7 осуществляют модуляцию сигнала 17, что приводит к последовательному излучению преобразователями 4 и 8 в исследуемую ере-. ду акустических колебаний 20 и 21. Акустические колебания 22, излученные преобразователем 4, пройдя через исследуемую среду, поступают по оба приемных преобразователя 5 и 9, преобразуются ими в электричес кие сигналы и через усилители-ограничители 6 и 10 поступают на входы фазового детектора 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный разности времен распространения колебаний от излучающего преобразователя 4 до приемных преобразователей 5 и 9. Результат фиксируется блоком 13 памяти, запоминающим величину сигнала при поступлении управляющего импульса 23 с выхода формирователя 16. Аналогично формируется сигнал на выходе блока 14 памяти.

При этом, управляющий импульс иа входе модулятора 7 вызывает формирование акустических колебаний 21, излучаемых преобразователем 8.

Разность фаз акустических колебаний 24, приходящих на преобразователи 5 и 9, запоминается при поступлении на блок 14 памяти управляющего импульса 25 с выхода формирователя 16. Управляющие импульсы на входы блоков 13 и 14 памяти поступают с задержкой на время распространения акустических колебаний в исследуемой среде, прччем,вход блока 13 памяти подается в момент прихода первого акустического импульса, излученного преобразователем 4, а на блок 14 памяти - в момент прихода второго акустического импульса, излученного преобразователем 8. При этом, на выходе блока 13 памяти формируется

сигнал, пропорциональный разности времени распространения акустических колебаний от преобразователя 4 до пре образователей 5 и 9, выходе блока 14 памяти - разности времени

распространения акустических колебаний от преобравователя 8 до преобразователей 5 и 9. Сигналы с выходов блоков 13 и 14 памяти поступают на блок 12 вычитания, формируют

0 щий выходной сигнал, который затем регистрируется с помощью регистратора 15..

Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью производить контроль паргихетров среды, так как искдачается влияние турбулентности, которая возрастает с увеличением скорости движения устройства относительно исследуемой среды.

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ,содержащее два канала измерений, каждый яэ которых состоит из последовательно соединеиных излучающего преобразователя, приемного преобразователя и усилителя-ограничителя, фазовый детектор, включенный между усилителями-ограничитеАяйи, последовательно соединенные задающий генератор и. усилитель мощности, выход которого подключен к излучакщему пре Образователю каждого канала, и регистратор, вход которого подключен К выходу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью позьшзения точности контроля, оно снабжено включенными параллельно между собой двумя блоками памяти, вход каждого из которых соединён с выходом фазового детектора, блоком вычитания, включенные между блоками памяти и соединенным с регистратором, формирователем ю пульсов, два выхода которого соединены с вторыми входами блоков памяти, а каждый канал измерений снабжен модулятором, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вт,орой вход - к выходу усилителя мощности, а выход - к излучающему преобразователю.. S г о х ND

.-JL

, . J

Л

7 щс..JZIIIIZrZl/Www

19 21 22 23

25

ui.2