Измеритель скорости ультразвука Советский патент 1983 года по МПК G01N29/00 G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в любой отрасли машиностроения.

По основному авт. св. № 58О498 известен измеритель скорости ультразвука, содержащий два ультразвуковык преобразователя с акустическими волноводами, к одному из которых подключен генератор, к другому - приемное усягройство, устройства регулируемой и адаптивной задержек и импульсный с&лектор, первый вход адаптивной задер ки соединен с выходом приемного устройства, второй вход через устройство регулируемой задержки и импульсный селектор - с выходом генератора, а выход соединен с входом генератора Cll

Недостатком известного измерителя является невозможность определения масштаба турбулентности движущейся среды, поскольку результат измерения проинтегрирован во времени и отсутст вует возможность изменения базового расстояния.

Цель изобретения - обеспечение вЬ&можности определения масштаба турбулентности движущейся среды.Указанная цель достигается тем, что измеритель скорости ультразвука, содер. жащий два ультразвуковых преобразова:теля с акустическими волноводами, к одному из которых подключен генератор, к другому - приемное устройство, уст ройства регулируемой и адаптивной задержек, и импульсный селектор, первый вход адаптивной задержки соединен с выходом приемного устройства,, второй вход через устройство регулируемой задержки и импульсный селектор - с выходом генератора, а выход соединен с входом генератора, снабжен послеяовательно соединенными вьгаислителем, блоками первой и второй буферной памяти, Первьп преобразователем код-аналог, вычитакх- . щим блоком, механизмом перемещения ультразвуковых преобразователей и измерителем .базы, тактовым генератором, выход которого соединен со входом Сброс вычислителя и входом Запись блока второй буферной naMsiTH и вторым преобразователем код-аналог, вход которого соединён с выходом блока первой буферной памяти, выход - с вторым входом вычитающего блока, а выход измерителя базы связан с третьим входом устройства адаптивной задержки.

На чертеже изображена структурная схема измерителя скорости ультразвука.

Измеритель скорости ультразвука содержит генератор Д., выхоа котсфого подключен к одному ультразвуковому преобразователю 2 с акустическим вопноводом 3, второй ультразвуковой преобразователь 4 с акустическим волноводом 5 соединен с входом приемного устройства 6. Выход генератора 1 соединен с входом импульсного селектора 7, выход

которого подключен к входу устройства 8 регулируемой задержки. Выход приемного устройства 6 соединен с первым входом 9 устройства 1О адаптивной задержки, а выход устройства 8 регулируемой

задержки - с вторым входом 11 уст

ройства Ю адаптивной задержки, выход которого соединен с входом генератора 1 возбуждающих импульсов и с последовательно соединенными вычислителем 12,

блоком первой 13 и второй 14 буферной памяти, первым преобразователем 15 код-аналог, вычитающим блоком 16, механизмом 17 п емещения ультразвуковых преобразователей и измерителем 18

базы между ультразвуковыми преобразователями 2 и 4. Тактовый гегератор 19 выходом соединен с входом Сброс вычислителя 12 и входом Запись блока 14 второй буферной памяти. Второй

хфеобразователь 20 код-аналог входом соединен с выходом блока 14 первой буферной памяти,, а выходом - с вторым .входом вычлтающего блока 16. Выход I измерителя 18 базы связан с третьим

входом устройства 1О адаптивной задержки.

Измеритель работает следующим образом..

В некоторый момент времени тактовый генератор 19 вырабатывает импульс, передний фронт котефого сбрасывает в исходное (нулевое) состояние вьииспитель 12, а блок 14 второй памяти переводит в режим записи. При этом на входах блоков 13 и 14 буферной памяти коды равны, что соответствует равенству потенциалов на выходах преобразователей 15 и 2О код-аналог. Поэтому на выходе вычитающего блока 16 па ряжение равно нулю и преобразователи 2 в 4 находятся в фвкстфованном положении, этом на индикаторе измерителя 18 базы высвечивается некоторая цифра, соответствующая рассто$шшо между ультра-.

звуковыми Преобразователями 2 и 4, Код с выхода измерителя 18 базы поотупает на третий вход устройства Ю адаптивной задержки, вьшолненной, на1ь рим&рг no схеме расширителя временных интервалов с управляемым (по третьему входу) коэффициентом расширения. Коэффициент расш1фения К выбирается обратно пропорциональным расстоянию между ультразвуковыми преобразователями: 1/ и гяэ KQ- постоянная величина с размерностью8.J - исходная база (расстояние меж ду 11реобразователями ). Таким образом, частота F повторения импульсов в син:фокОльце не зависит от базового расстояния F -К С. -ItjjV- , гае t- скорость ультразвука в контропируемой среае. Численное значение коэффициента KQ выб{фаеТся равным единице путем подбо шага дис1 ретизации измерителя 18 базы На первый вход вьгаислителя 12 поступает расширеннь1й в It раз временной интервал t в котором по измеренным значениям вычисляется дисперсия скорости ультразвука по следующей зависимости ) ИиГ Л математическое ожидание. По окончании ы.1числения дисперсии по команде со второго выхода вычислителя 12 КОЙ с его выхода записывает ся в ячейке блока 13 буферной памяти и поступает одновременно на входы блока 14 второй буферной памяти и второ го преобразователя 2О код-аналог. На выходе блока 14 второй буферной ч памяти код не изменяется, следовательно, на выходе первого преобразователя 15 код-аналог потенциал также не изменяется. На выходе второго преобразователя 2 О код-аналог потенциал соответствует изменившемуся коду на его входе, следовательно, на выходе вычитающего блока 16 имеется напряжение, например положительное, которое управляет механизмом перемешения ультразвуковых преобразователей 2 и 4 таким образом, чтобы расстояние между ними, например,, уменьшалось. Далее процесс повторяется вышеописанным образом до тех пор, пока от одного цикла измерения до другого изменение скорости ультразвука не наблюдается. Поскольку максимум дисперсии скорости ультразвука получается при базо вом расстоянии, равном диаметру образований движущейся среды, по показаниям измерителя 18 базы определен ют масштаб турбулентности среды. Введение в измеритель дополнительных блоков позволяет создать замкну . тую цепь автоматического регулирования по максимуму Дисперсии скорости улы развука и имеется возможность измерения временного изменения масштаба турбулентности движущейся среды. Использование измерителя позвол$ ет определить масштаб турбулентности движущейся среды, что способствует более достоверной диагностике исследуемых сред и более широкому внедрению ультразвуковых контрольно-измерительных приборов.

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА по авт. св. № 58О498, 1отличающийс я тем, что, с целью опреаеления масштаба турбупено ЮСТ1/ движущейся среды, он снабжен последовательно соединенными вычислителем, блоками первой и второй буферной памяти, первым преобразователем код-аналог, вычитающим блоком, мехеинизмом перемещения ультразвуковых пр&образоЬателей и измерителем базы, тактовым генератором, выход которого соединен с входом Сброс вычислителя и входом Запись блока втсфой буферной памяти и вторым преобразователем код-аналог, вход которого соединен с выходом блока первой буферной памяти, выход - с вторым входом вычитающего блока, а выход измерителя базы связан с третьим входом устройства адаптивной задержки. Од сд сд о (У1