Устройство для измерения скорости и поглощения ультразвука в жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01H5/00 G01N29/02 

1 13

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле параметров жидкости.

Цель изобретения - повышение точности измерения на низких частотах за счет устранения дифракционных искажений.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения скорости и поглощения ультразвука в -жидкости на фиг.2 - временные диаграммы импульсов при измерениях.

Устройство содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, усилитель 2, со- цшшограф 3, линию 4 задержки, вы- ход которой соединен с входом раз- вертки осциллографа 3, последовательно соединенные генератор 5 импульсов и частотомер 6, к выходу генера- тор-а 5 подключены последовательно соединенные первый ключ 7, первый счетчик 8 с уста11овленной емкостьЕО элемент. 9 ИЛИ, триггер 10, первый выход которого соединен с управляющие входом первого ключа 7, к выходу ге- нератора 5 подключены последовательно соединенные второй ключ 11, второй счетчик 12 с установленной емкостью, выход которого соединен с вторым входом элемента 9 ШТИ, последовательно соединенные генератор 13 синусоидальных сигналов и 1 ретий ключ 14, управляющий вход которого соединен с выходом первого ключа 7, а выход - с электроакустическим преобразователем 1, второй вьжод триггера 10 соединен с; управляющим входом второго ключа 11,. а электроакустический преобразователь 1 выполнен в виде сферы из пьезоэлектрического материала 15 с электродами 16 на внутренней и внешней поверхностях;, предназначенной для заполнения исследуемой жидкостью 17.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 5 импульсов .(фиг,2а) аа ВХОД1Л ключей 7 и 11 и частотометр

6поступает последовательность им- :с1ульсов, при этом ключ 11 закрыт, а ключ 7 открыт, импульсы через ключ

7проходят на управляющий вход ключа 14 (фиг. 26), счетчик S начинает считать и, переполнившись, вьщает сигнал на элемент 9 РШИ и на линию

4 задер:жки (фиг, 2в) выходной сиг

7 2

нал элем ента 9 ШШ перебрасывает триггер 10 так, что ключ 7 закрывается,- а ключ 11 открывается, и счетчик 12 начинает считать импульсы до

переполнения, затем через второй вход элемента 9 ИЛИ на триггер 10 поступает, сигнал переполнения со счетчика 12, триггер 10 перебрасывается, ключ 7 открывается, а ключ 11 закрывается и т.д.

Для измерения скорости ультразвука в жидкости устанавливаем емкость счетчика 8, равной 2, Сигнал с генератора 13 синусоидальных сигналов поступает на ключ 14, который открывается .импульсами, прошедшими через ключ 7 (фиг. 2б), и радиоимпульсы 18 и-19 (фиг. 2г) с выхода ключа 14 возбуждают электроакустический преобразователь 1. На осциллограф 3 через усилитель 2 поступают радиоимпульсы возбуждения 18 и 19, импульсы 20 и 21, прошедшие путь, равный диаметру d сферы и принятые преобразователем 1, импульсы 22 и 23, прошед-j шие путь 2d, и т.д..(фиг. 2г).

Устанавливают с помощью линии 4 задержки такую задерлску, чтобы на экране осциллографа 3, наблюдать импульсы, начиная с импульса 21. Изменяя частоту f следования импульсов генератора 5 импульсов (фиг. 2д), совмещают на .экране осциллографа 3 импульсы 21 и 22 (фиг. 2з) так, чтобы период Т следования этих импуль- сов совпадал бы с временем S прохождения импульсов через исследуемую жидкость. Измеряют частоту f следования импульсов (фиг. 2д) частотомером 6. Скорость с ультразвука равна длине d пройденного пути, деленной на время прохождения этого пути. Так как период Т следования импульсов совпадает с временем S прохождения импульсов через жидкость, вычисляют скорость С по формуле

.

Для измерения коэффициента ог поглощения ультразвука в жидкости устанавливают, емкость счетчика 8, равной 1. В этом случае электроакустический преобразователь 1 возбуждается одним

радиоимпульсом 18 (фиг. 2г) и, устанавливая задержку линией 4 задержки так, чтобы наблюдать на экране осциллографа 3 импульсы 20,22,24 (фиг.2г), измеряют по осциллографу 3 амплитуды

и, и Uj импульсов 20 и 22, тогда коэффициент об поглощения вычисляется по формуле

. d

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости и поглощения ультразвука в жидкости, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, усилитель и осциллограф, линию задержки, выход которой соединен с

fO

первым ключом, первым счетчиком с установленной емкостью, элементом ИЛИ и триггером, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, подключенными к вьгхо- ду генератора импульсов, последовательно соединенными вторым ключом, вторым счетчиком с установленной емИ костью, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, последовательно соединенными генератором синусоидальных сигналов и третьим ключом, управляющий вход которого соединен с выходом первого ключа, а

входом развертки осциллографа, после- выход - с электроакустическим преобдовательно соединенные генератор импульсов и частотомер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения на низких частотах за счет устранения дифракционных искажений, оно снабжено подключенными к выходу генератора импульсов последовательно соединенными

первым ключом, первым счетчиком с установленной емкостью, элементом ИЛИ и триггером, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, подключенными к вьгхо- ду генератора импульсов, последовательно соединенными вторым ключом, вторым счетчиком с установленной емИ костью, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, последовательно соединенными генератором синусоидальных сигналов и третьим ключом, управляющий вход которого соединен с выходом первого ключа, а

выход - с электроакустическим преобразователем, второй выход триггера соединен с управляющим входом второго ключа, причем электроакустический преобразователь выполнен в виде по- лой сферы из пьезоэлектрического материала для размещения в ней контролируемой жидкости с электродами на внутренней и внешней поверхностях.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле параметров жидкости. Целью изобретения является повышение точности измерения на низких частотах за счет устранения дифракционных искажений. Для измерения скорости ультразвука жидкость помещают в сферический электроакустический преобразователь, возбуждаемый двумя радиоимпульсами. На экране осциллографа наблюдают последовательность импульсов. Изменяют частоту f следования импульсов генератора импульсов так, чтобы совпали импульсы. Скорость С ультразвука вычисляют по формуле , где d - диаметр электроакустического преобразователя. Для измерения поглощения возбуждают электроакустический преобразователь одним импульсом. Измеряют по осциллографу амплитуда импульсов. Коэффициентов поглощения ультразвука вычисляют по формуле а 9 (Л об и и где и, и и - амплитуды импульсов. 2 ил.

W

фиг.1

ё

. 24

е

П

ж

r9.W

П22

ЗМ

т(pus.Z

Редактор В.Ковтун

Составитель Г.Федоров Техред А.Кравчук

Заказ 2413/36Тираж 499Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Л.Патай