Устройство для измерения скорости нормальных волн Советский патент 1987 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скоростей нормальных волн в волноводах.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет учета доплеровского эффекта смещения частоты сигнала.

На чертеже изображено устройство для измерения скорости нормальных волн.

Устройство для измерения скорости нормальных волн содержит электроакустически последовательно соединенные излучатель 1, установленный на волноводе 2, расположенный с возможностью свободного перемещения вдоль последнего приемник 3, усилитель 4, синхронный детектор 5, анализатор 6 спектра и вычислительный блок 7, генератор 8, датчик 9 скорости, закрепленный на приемнике 3, первый делитель 10 частоты, входом соединенный с выходом генератора 8, выходом - с излучателем 1, второй делитель 11 частоты, первым входом соединенный с выходом генератора 8, вторым входом - с датчиком 9 скорости, выходом - с вторым входом синхронного детектора 5.

Устройство для измерения скорости нормальных волн работает следующим образом.

Излучатель 1, возбуждаемый синусоидальным сигналом с круговой частотой Я i/N, где Л, - частота генератора В, N - коэффициент деления частоты первым делителем 10, создает в волноводе 2 набор нормальных волн с различными скоростями. Поле в волноводе 2 можно представить в виде суперпозиции волн

Р

тч

m

(1)

где m - номер нормальной волны;

X - координата вдоль оси волновода;А - амплитуда волны;

П

J

(2)

с„,скорость нормальной волны номера га.

Приемник 3 перемещается со скоростью V вдоль оси волновода 2. Это означает, что

,(3)

где t время перемещения приемника 3;

X - перемещение приемника 3. Сигнал с выхода приемника 3 есть

P rAsincotE - 4

(4)

10

где

(5) (6)

поскольку на практике .

Формула (6) определяет доплеровс- кое смещение частоты сигнала в ре-. зультате движения приемника 3.

Таким образом, сигнал приемника

0

5

0

5

0

г

H(n-siJ

и

3 имеет высокочастотную М

низкочастотную 2Z А sinco t составляю. m ni щие. Сигнал с выхода приемника 3 после усилителя 4 подается на первый вход синхронного детектора 5, на второй вход которого подается опорный синусоидальный сигнал частоты Л- Q от второго делителя 11. Сигнал с датчика 9 скорости подается на второй делитель 1 1 частоты, частота Я., генератора 8 делится делителем 11 в N+V/C раз, что обеспечивает изменение частоты fi на соединенном с вторым делителем I1 входе синхронного детек,1

-|«

5

0

тора 5 на величину Q

Сигнал с выхода детектора 5 содержит только низкочастотную составляющую

М

Р ZlA sinco t+B, (7)

где В - постоянная составляющая детектора 5.

Далее этот сигнал подается на вход анализатора 6 спектра, который измеряет спектр нормальных волн, т.е. для каждой нормальной волны. После определения частот спектра нормальных волн 03 п вычислительный блок 7 вычисляет скорость каждой нормальной волны по формуле

П

V О).

(8)

55

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости нормальных волн, содержащее электро313072434

акустически последовательно соеди-жено датчиком скорости, закрепленным ненные излучатель, установленный нана приемнике, первым делителем час- волноводе, и расположенный с возмож-тоты, входом соединенным с выходом ностью свободного перемещения вдольгенератора, выходом - с излучателем, последнего приемник, усилитель, синх- 5вторым делителем частоты, первым ронный детектор, анализатор спектравходом соединенным с выходом генера- и вычислительный блбк, и генератор,тора, вторым входом - с датчиком отличающееся тем, что,скорости, выходом - с вторым входом с целью повьшения точности, оно снаб-синхронного детектора.

Изобретение относится к изме рительной технике. Целью изобретения является повышение точности В устройстве сигнал с датчика 9 скорости подается на второй дс5титель 11, в KoiopoM частота генератора С делится в N+Y/C ра;, что обеспечивает изкенепие частоты на птором входе CHUxpoiiHoro детектора 5 на величину V/C S2, где si частота излученного излучателем 1 -сигнала, V - скорость пвремеа;ения приемника 3, С скорость распространения нсрмапьньгх волн. Сигнал с выхода синхронного детектора Г) через анализатор G спехт- ра поступает на вычиачнтельиьш блок 7, где вычислтяется скорост/ь кагедой нормальной волньк J ил. сл с 00 о ю 4 СО