Способ измерения скорости распространения ультразвука и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01H5/00 

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости раснространения ультразвука. Цель изобретения - повышение точности путем измерения двух частот модуляции, соответствующих максимумам отклонения частоты принятого сигнала. На чертеже изображено устройство реализующее способ измерения скорости распространения ультразвука. Устройство, реализующее способ из мерения скорости распространения уль тразвука, содержит измерительную камеру 1 с излучателем и приемником ультразвука (не показаны), управляемый генератор 2 высокой частоты, сое диненный с излучателем (не показаны) , последовательно соединенные пер вый фазовращатель 3, вход которого соединен с выходом управляемого генератора 2 высокой частоты, и первый фазовый детектор 4, второй вход которого соединен с выходом приемника (не показан), измеритель 5 девиа ции частоты и частотомер 6, последовательно соединенные второй фазовращатель 7, вход которого соединен с первым выходом измерителя 5 девиации частоты и второй фазовый детектор 8, управляемый генератор 9 низкой частоты, соединенный с вторым входом второго фазового детектора 8 и первым входом управляемого генера тора 2 высокой частоты, амплитудный детектор 10, соединенный с вторым выходом измерителя 5 девиации частоты, вход которого соединен с приемником (не показан), выход первого фазового детектора 4 соединен с -вто рым входом управляемого генератора 2 высокой частоты, выход второго фазового детектора 8 соединен с вхо дом управляемого генератора 9 низко частоты, а частотомер 6 соединен с выходом управляемого генератора 9 низкой частоты. Устройство, реализующее способ измерения распространения ультразвука, работает следующим образом. Напряжение высокой частоты, моду лированное по частоте управляемым генератором 9 низкой частоты, с выхода управляемого генератора 2 высо кой частоты подается на вход измерительной камеры , возбуждая излучатель ультразвука. Ультразвуковые 812 колебания на выходе измерительной камеры 1 преобразуются в напряжение, которое подается на входы измерителя 5 девиации частоты и первого фазового детектора 4, на первый вход которого поступает через первый фазовращатель 3 напряжение от управляемого генератора 2 высокой частоты. Напряжение с выхода первого фазового детектора 4 управляет несущей частотой управляемого генератора 2 высокой частоты. Путем ручной настройки первого фазовращателя 3 добиваются максимальных показаний измерителя 5 девиации частоты или амплитудного детектора 10, на вход которого поступает напряжение с второго (низкочастотного) выхода измерителя 5 девиации частоты, при этом за счет сигнала отрицательной обратной связи с выхода первого фазового детектора 4 на вход управляемого .генератора 2 высокой частоты несущая частота вырабатываемого им напряжения будет поддерживаться соответствующей минимальному значению крутизны фазово-частотной характеристики измерительной камеры 1. Сигнал, поступающий с первого низкочастотного выхода измерителя 5 девиации частоты через второй фазовраща.тель 7 на вход второго фазового детектора 8, вместе с сигналом, приходящим с выхода управляемого, генератора 9 низкой частоты на второй фазовый детектор 8, формирует на его выходе напряжение, которое управляет управляемьм генератором 9 низкой частоты. Ручной настройкой второго фазовращателя 7 добиваются максимального показаг-шя амплитудного детектора 10. Показания частотомера 6 соответствуют одному из локальных максимумов зависимости девиации частоты зондирующего сигнала от частоты 9 модуляции. Ручной настройкой управляемого генератора 9 низкой частоты можно перейти на изменение частоты V.,. и затем определить скорость распространения ультразвука по формуле: V. ..J. ±HK где L - длина измерительной камеры; К - целые числа (l, 2, ...). Формула изобретения 1. Способ измерения скорости распространения ультразвука, заключающийся в излучении в камеру определенной длины и птэиеме проходящих через нее ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, излучаем1)Ш сигнал модулируют по частоте, вьщеляют два максимальных значения изменения частоты принятого сигнала и измеряют частоты модуляции, соответствующие этим максимумам, по которым определяют искомый параметр.

2. Устройство для измерения скорости распространения ультразвука, содержащее измерительную камеру с излучателем и приемником ультразвука, управляемый генератор высокой частоты, соединенный с излучателем, последовательно соединенные первый фазовращатель, вход которого соединен с выходом управляемого генератора высокой частоты, и первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, измеритель

5814

девиации частоты и частотомер, о т - л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными вторым фазовращателем, вход которого соединен с первым выходом измерителя девиации частоты, и вторым фазовым детектором, управляемым генератором низкой частоты, соединенным с вторым

входом второго фазового детектора и первым входом управляемого генератора высокой частоты, амплитудньгм де- тектором, соединенным с вторым выходом измерителя девиации Частоты,

вход которого соединен с приемником, выход первого фазового детектора соединен с вторым входом управляемого генератора высокой частоты, выход второго фазового детектора соединен

с входом управляемого генератора низкой частоты, а частотомер - с выходом управляемого генератора низкой частоты.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости распространения ультразвука. Целью изобретения является повьшениё точности за счет измерения двух частот модуляции, соответствующих максимумам принятого сигнала. В устройстве напряжение, модулированное по частоте управляемым генератором низкой частоты, с выхода управляемого генератора высокой частоты подается на вход измерительной камеры, возбуждая излучатель ультразвука. Ультразвуковые колебания на выходе измерительной камеры преобразуются в напряжение, которое подается на измеритель девиации частоты и первый фазовый детектор, на первый вход которого поступает через первый фазовращатель на- . пряжение от первого управляемого генератора высокой частоты. Напряжение с выхода первого фазового детектора управляет несущей частотой управляемого генератора высокой частоты. Путем ручной настройки первого фазовращателя добиваются максимальных показаний измерителя девиации частоты или амплитудного детектора.Сигнал, поступающий с первого выхода измерителя девиации частоты через второй фазовращатель на вход второго фазового детектора, вместе с сигналом, приi ходящим с выхода управляемого генератора низкой частоты на второй фазо(Л вый детектор, будет формировать на его выходе напряжение, которое будет с: управлять управляемым генератором низкой частоты. Показание частотомера будет соответствовать одному из локальных максимумов зависимости девиации частоты зондирующего сигю нала от частоты V модуляции. Ручной sj настройкой управляемого генератора о ел низкой частоты можно перейти на измене1ше частоты гцк затем опреде00 лить скорость распространения по формуле: ,)L/iЛK), где L - длина -измерительной камеры; К - целое число. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.