Измеритель скорости ультразвука в флуктуирующих средах Советский патент 1988 года по МПК G01H5/00 

09 00

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для автоматизированной диагностики флуктуирующих сред. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможно-. сти регистрации также и быстрых флуктуации скорости ультразвука в реальном масштабе времени. Измеритель содержит генератор 1 импульсов, излучающий 2 и приемный 3 преобразователи, приемник 4, расщиритель 5 импульсов, электронный ключ 6, блок 7 аналоговой памяти, регистратор 8, источник 9 стабильного напряжения, резистор 10 . и конденсатор 11. Принцип работы измерителя заключается в следующем. В диапазоне измерения скорости ультразвука C,fcc обратная зависимость скорости ультразвука от времени f(t) прохождения, с (t)(t) заменяется экспоненциально убывающей кривой (Л - t-1 uuH/ C напряжения U(t) « ;2 ил.

f

i1

Фие. /

1 1413438

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и диагностики, флуктуирующих с сред.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности регистрации скорости ультразвука также и быстрых флуктуации в ю реальном масштабе времени.

На фиг.1 представлена структурная схема измерителя; на фиг.2 - зависимость между скоростью ультразвука и временем прохождения в среде. 15

Измеритель скорости ультразвука в флуктуирующих средах содержит последовательно включенные в цепи автоциркуляции генератор 1 импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный 20 преобразователь 3 и приемник 4. Измеритель также содержит последовательно соединенные расширитель 5 импульсов, электронный ключ 6, блок 7 памяти и

ния расширенного импульса электронн ключ 6 закрывается и конденсатор 11 через резистор 10 постепенно разряж ется по экспоненциальному закону.

Одновременно ультразвуковой сигнал, излученный преобразователем 2, распространяется по исследуемой сре де, задерживается в ней на время Ct) и принимается преобразователем 3. С преобразователя 3 электрически сигнал поступает на вход приемника в котором усиливается, фильтруется, и на его выходе формируется кратковременный импульс, соответствующий по времени моменту принятия ультразвукового сигнала. Этим импульсом з пускается генератор 1 импульсов, а в блоке 7 памяти фиксируется значение напряжения U(t) разряда конденсатора 11 в данный момент времени. Величин напряжения U(t), прямо пропорциональ ная величине скорости ультразвука в среде, поступает на регистратор 8.

. регистратор 8, а также источник 9 на- 25 Значение величины U(t) в аналоговой

пряжения и параллельно соединенные резистор 10 и конденсатор 11. Второй выход генератора 1 импульсов соединен с входом расширителя 5 импульсов, выход источника 9 напряжения связан с вторым входом электронного ключа 6, выход которого подсоединен к первым выводам.резистора 10 и конденсатора 11. Вторые выводы резистора и конденсатора соединены с общим проводом, а выход приемника 4 подключен к входу Запись блока 7 памяти.

Принцип работы измерителя скорости ультразвука заключается в следующем.

В необходимом диапазоне измерения скорости ультразвука , Сд,„ц - обратная зависимость скорости ультразвука с от времени прохождения c(t) l/r(t) (кривая 1, фиг.2) заменяется экспоненциально убывающей

кривой напряжения и (t) 1 (кривая 2, фиг.2).

В начальный момент t генератор 1

50

импульсов возбуждает излучающий пре образователь 2 и одновременно залус-. кает расширитель 5 импульсов, который расширяет импульс на время .ц Во время действия расширенного импульса открывается электронный ключ j-r 6. При этом конденсатор 11 заряжается до напряжения и,,т.е. до напряжения источника 7 напряжения. После окончания расширенного импульса электронный ключ 6 закрывается и конденсатор 11 через резистор 10 постепенно разряжается по экспоненциальному закону.

Одновременно ультразвуковой сигнал, излученный преобразователем 2, распространяется по исследуемой среде, задерживается в ней на время Ct) и принимается преобразователем 3. С преобразователя 3 электрический сигнал поступает на вход приемника 4, в котором усиливается, фильтруется, и на его выходе формируется кратковременный импульс, соответствующий по времени моменту принятия ультразвукового сигнала. Этим импульсом запускается генератор 1 импульсов, а в блоке 7 памяти фиксируется значение напряжения U(t) разряда конденсатора 11 в данный момент времени. Величина напряжения U(t), прямо пропорциональная величине скорости ультразвука в среде, поступает на регистратор 8.

Значение величины U(t) в аналоговой

0 ,

Q

5

0

памяти сохраняется до прихода сигнала из приемника 4 в следующем такте измерения. После повторного запуска генератора 1 импульсов процесс измерения повторяется. Поэтому в регистраторе 8 фиксируются значения скорости ультразвука в среде в каждом такте, зондирования.

Формула изобретения

Измеритель скорости ультразвука в флуктуирующих средах, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, последовательно соединенные приемный акусто- электрический преобразователь и приемник и регистратор, вход генератора импульсов связан с выходом приемника, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности измерения также и быстрых флуктуации скорости ультразвука, он снабжен последовательно соединенными расширителем импульсов, вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, электронным ключом и блоком памяти, выход которого подключен к регистратору источником напряжения и параллельно соединенными резистором и конденсатором, выход источника напряжения подключен к второму входу элект 1413438

ронного ключа, первые выводы резисто- связаны с общим проводом, а выход при- ра и конденсатора соединены с выходом емника подключен к второму входу бло- электронного ключа, вторые их вьшоды ка памяти.

Сн UH

0

O.fi

0,6

0

0,2

02

0.36

D 5

0.52

ОВ8

0,8« Г« 1.0

Фиг. 2