Устройство для измерения скорости ультразвука Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

ю м Изобретение относится к средствам для акустических измерений и может быть использовано для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях при исследовании свойств и контроле качества материала в различных областях техники. Известен ультразвуковой интерферо метр постоянной длины, содержащий последовательно соединенные генератор, камеру с пьезоизлучателем и пьезоприемником, блок усиления и фор мирования и блок управления, частото мет, подключенньй к выходу генератора, генератор-делитель меток времени частотньй демодулятор, интегратор, исполнительньй блок, триггер, делитель с выходами в позиционном коде и переключателем, индикатор, основной и дополнительньй высокочастотные клю чи, основной и дополнительный ключи меток и двухпозиционный переключатель Устройство позволяет измерять скорость распространения ультразвука ра двух частотах и усреднить получен ные результаты с определенными весовыми коэффициентами, что позволяет уменьшить систематическую погрешност измерения, вызванную фазовым сдвигом ультразвука при отражении от пьезопреобразователей С JОднако эффективное уменьшение пог решности возможно только. частотах .близких к резонансной частоте преобразователей или -к частоте, меньшей в два раза. На других частотах зависимость фазового сдвига От частоты сильно отличается. от линейной и компенсация погрешности получается неполной. Кроме того, для получения одного значения измеряемой скорости необходимы два измерения на различных частотах. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные генератор, камеру с пьезоизлучателем и пьезоприемником блок усиления и фop шpoвaния и блок настройки частоты, выходом соединенньй с вторым входом генератора, последовательно соединенные и подключен ные к выходу генератора делитель частоты, селектор и счетчик-индикатор, связанньй с селектором выходом, блок базы времени и соединенньй с . выходом генератора блок введения поправки фазового сдвига. Известным устройством получают два приближенных значения скорости, содержащих систематические погрешности, вызванные фазовым сдвигом ультразвука при отражении от пьезопреобразователей, на основе которых блок введения поправки фазового сдвига вьфабатывает поправку для компенсации погрешности С 21. . Недостатком известного устройства является то, что повышение точноети за счет компенсации погрешности невозможно в широком диапазоне частот, а только на двух определенных частотах, находящихся в области резонансной частоты преобразователей и частоты в два раза меньшей. Цель изобретения - повьш1ение точности в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения скорости ультразвука, содержащем последовательно соединенные генератор, камеру с пьезоизлучателем и пьезоприемником, блок усиления и формирования и блок настройки частоты, выходом соединенньй с вторым входом генератора, последовательно соединенные и подключенные к выходу .генератора делитель частоты, селектор и счетчикиндикатор, связанньй с селектором выходом, блок базы бремени и соединенньй с выходом генератора блок введения поправки фазового сдвига, блок введения поправки выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя частота-напряжение, первого двухполюсника, умножителя тока и вто-. рого двзпсполюсника, при этом выход умножителя тока подключен к входу блока базы времени, а параметры двухполюсников выбраны из условия (J , напряжение на выходе двухполюсника;коэффициент передачи двухвходной ток. На чертеже изображена структурная схема устройства. Генератор 1 подключен к пьезоизлучателю 2, вмонтированному, в измерительную камеру 3, напротив которого встроен пьезоприемник 4, подключенньй к входу блока 5 усиления ифор$1101то напряжение на нем будет соответствовать зависимости Э. Первый двухполюсник 13 работает в ре жиме заданного напряжения, второй (15) - в режиме заданного тока. Таким образом, на выходе блока 11 введения поправки фазового сдвига (на входе второго двухполюсника 15) имеется сигнал, пропорциональньй модулю фазового угла |-fl о -orctg- Izt Этот сигнал подается на вход коррекции блока 10 базы времени, поэв пре тому при изменении частоты делах О ffg /, где fо f - резонансная частота преобразователей, блок 10 базы времени вьфабатывает ин тервал времени i , изменяющийся в пределах,- . 1-«/h -f-ю/п Интервал Т выбран из условия цифрового измерения скорости ультразвука. Если коэффициент деления делителя 7 частоты равен Ь , то указанное условие имеет вид т откуда Tj и п в формулах (5) и (6) соответствуют случаю идеального интерферометра. Таким образом блок 11 введения поправки обеспечивает компенсацию фазовой погрешности на любой частоте в диапазоне частот от.нуля до f и тем самым повьшает точность измерения. Устройство позволяет измерять не только скорость, но и частотную дисперсию скорости ультразвука, при этом каждое значение скорости получается однократным измерением.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее пос- ледовательно соединенные генератор, камеру с пьезоизлучателем и пьезоприемником, блок усиления и формирования и блок настройки частоты, выходом соединенный с вторым входом генератора, последовательно соединенные и подключенные к выходу генератора делитель частоты, селектор и счетчикиндикатор, связанньй с селектором выходом, блок базы времени и соединенный с выходом генератора блока введения поправки фазового сдвига, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности в широком диапазоне частот, блок введения поправки выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя частота-напряжение, первого двухполюсника, ум,ножителя тока и второго двухполюсника, при этом выход умножителя тока подключен к входу блока базы времени, а. параметры двухполюсников выбраны из условия I j-ic-tsju / -. (Л где и - напряжение на выходе двухпос люсника, 1 - коэффициент передачи двухпо§ люсника, I 3 - входной ток.