Устройство для измерения скорости звука Советский патент 1988 года по МПК G01H5/00 

с

00

о

00

ел

со

л-

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- ювано в гидравлике и гидроакустике ;щя измерения скорости звука в жидк icocTH, а также для контроля техноло- ;сических процессов в жидких средах.

Цель изобретения - повышение точ- jHocTH измерений и упрощение конструк |ции за счет того, что генератор и усилитель импульсов выполнены по общей схеме в виде мультивибратора на транзисторах с дополнительной симметрией, в состав которого введены два дросселя.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство дЛя измерения скорости звука содержит мультивибратор 1, пьезозлектрический преобразователь 2 и находящийся на фиксированном расстояния от него отражатель 3.

Мультивибратор 1 состоит из тран- зисторов VT (п-р-п) и VT ,j (р-п-р) , постоянных R., Rj, R и переменного Rp резисторов, дросселей L и L , конденсатора С, входов злектропита- ния +Е f, и -Е f, и выхода. Эмиттер тран зистора VT через резистор R и последовательно с ним соединенный резистор R р соединен с входом -В,,, а через конденсатор С - с входом , являющимся общей шиной. Ваза тран- зистора VT, соединена с крллектором транзистора VT и через резистор R с входом -ЕП. Коллектор транзистора VT, соединен с базой транзистора VT/; и через резистор R с базой транзис- тора VT . Эмиттер транзистора VT j через дроссель L /j соединен с об- щей шиной. Пьезоэлектрический преобразователь 2 подключен одним вьгоо- дом к общей щине, а другим - через дроссель L, к коллектору транзистора VT. Выходом устройства является коллектор транзистора VT.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания через входы +Е и -Е на схему мультивибратора 1 транзистор VT ,, заперт. Ток в коллекторной цепи транзистора VT не течет, и, следовательно, транзистор VT тоже заперт. По мере заряда конденсатора С потенциал змиттера тран- .зистора VT, достигает величины, достаточной для открьшания VT, Открьш

5

Q 5

20

25 30 с до 50

шись, VT открывает VT,j, конденсатор С разряжается через VT , змиттерный переход транзистора VT, и дроссель L. При этом на подключенном к эмит-- теру транзистора VT выводе дросселя LJ происходит резкий скачок напряжения, и на базе транзистора VT (коллекторе транзистора 7T ) формируется короткий импульс напряжения отрицательной полярности с крутыми фронтами и амплитудой порядка 75% напряжения питания. Этим импульсом возбуждается пьезоэлектрический преобразователь 2, вырабатывающий ультразвуковой импульс, который излучается в среду, после отражения от отражателя 3 преобразуется в импульс напряжения, и через фильтрующий паразитные колебания дроссель L подается на базу транзистора VTj. В момент прихода отраженного сигнала транзистор VT закрыт. Отраженный сигнал усиливается транзистором УТ,на коллекторе транзистора VT его амплитуда достигает величины, достаточной для открывания транзистора VT и вырабатьюания мультивибратором 1 следующего импульса ударного возбуждения. Переменный резистор Rропределяет время заряда конденсатора С.

На выходе схемы (коллектор транзистора VT) формируется последовательность импульсов, частота следования которых обратно пропорциональна времени, за которое ультразвуковой импульс проходит удвоенное расстояние между г ьезозлектрическим преобразователем 2 и отражателем 3, т.е. прямо пропорциональна скорости звука в жидкости.

формула изобретения

Устройство для измерения скорости звука, содержащее генератор импульсов, усилитель, пьезоэлектрический тфеобразователь и отражатель, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений и упрощения конструкции, генератор импульсов и усилитель вьтолнены в виде мультивибратора на двух транзисторах с дополнительной симметрией и двух дросселей, первый из которых включен между пьезоэлектрическим преобразователем и коллектором первого транзистора, второй - между эмиттером второго транзистора и общей шиной.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гидравлике и гидроакустике для измерения скорости звука в жидкости. Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции за счет того, что генератор и усилитель импульсов выполнены по общей схеме в виде мультивибратора на транзисторах с дополнительной симметрией, в состав кото-- рого введены два дросселя. Усиление сигнала, отраженного от отражателя, находящегося на фиксированном расстоянии от пьезопреобразователя, производится транзистором VT , который работает в активном режиме при подаче на его базу малого отраженного сигнала и в ключевом при подаче на его базу большого сигнала с коллектора транзистора VT,, Дроссель L обеспечивает фильтрацию паразитных колебаний пьезопреобразователя, дроссель L 2. служит для формирования коротких импульсов с крутыми фронтами. 2 ил. о (Л

Ri

и

CZ32

фиг.1

Kf

-о

п

R

выход

п

Фиг.1