Устройство для измерения изменений скорости распространения акустических волн Советский патент 1990 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменений скорости распространения акустических волн в средах с изменяющимися свойствами„

Целью изобретения является повышение точности измерения изменений скорости распространения акустических волн за счет более точной настройки измерительной камеры на максимум , крутизны фазочастотной характеристики (ФЧХ).

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения изменений скорости распространения акустических волн.

Устройство содержит измерительную камеру 1 регулируемой длины с излучателем 2 и приемником 3 акустических колебаний, последовательно сое- диненные фазовый детектор 6, регулятор 7 длины измерительной камеры 1 и регистратор 8, подключенные к приемнику 3 амплитудный детектор 9, измеритель 10 девиации частоты и частотомер 11, подключенные к выходу измерителя 10 девиации частоты последовательно соединенные второй фазовращатель 12, второй фазовый детектор 13 и управляемый генератор 14 низкой частоты, выход которого подключен к управляющему входу генератора 4 несущей частоты, второй выход управляемого генератора 14 низкой частоты подключен к второму входу второго фазового детектора 13, выход частотомера 11 подключен к второму входу регистратора 8, выход фазового детектора 6 подключен к третьему входу регистратора 8, второй выход регулятора 7 длины1 измерительной камеры 1 подключен к управляющему входу последней, а втосл

оэ

СО

сл

оо

N3

рой выход генератора 4 несущей частоты подключен к второму входу фазового детектора 6.

Устройство работает следующим об- - разом.

Вначале осуществляют предварительную настройку измерительной камеры 1 на максимум чувствительности к изменению скорости V распространения акус-ю тических .волн. Для этого перед измерением искомой величины изменения скорости &V производят сначала ручную настройку длины измерительной камеры 1 по максимуму сигнала на амплитудном 15 детекторе 9

При этом на выходе первого фазового детектора 6 возникнет некоторое напряжение, в общем случае не равное нулю, которое подается на вход регуля 20 тора 7 длины измерительной камеры 1, который изменяет Длину измерительной камеры 1 до тех пор, пока напряжение на выходе первого фазового детектора 6 не станет равным нулю. Тог- 25 да сигнал на выходе амплитудного детектора 9 может быть максимальным. Ручной настройкой первого фазовращателя 5 добиваются максимума показаний амплитудного детектора 9. После этого 3 включают управляемый генератор 14 низкой частоты. Ручной настройкой второго фазовращателя 12 добиваются минимума показаний измерителя 10 девиации. При этом за счет сигнала отрицательной об-, ратной связи с выхода второго фазового детектора 13 на вход управляемого генератора 14 низкой частоты будет выбрана оптимальная частота модуляции сигнала, вырабатываемого генератором A 4, соответствующая наиболее резкому минимуму показаний измерителя 10 девиации. После указанных операций производится окончательная настройка первым фазовращателем 5 длины измеритель-4 ной камеры 1 на минимум показаний измерителя 10 девиации, что будет соответствовать максимуму крутизны ФЧХ измерительной камеры. На этом этап настройки закончено Генератор 14 низкой частоты отключают и переходят непосредственно к измерениям.k

Переменное напряжение с выхода генератора 4 подается на второй вход первого фазового детектора 6 и через первый фазовращатель 5 - на излучатель 2 акустических колебаний. Акустическая волна, распространяющаяся в исследуемой среде в измерительной ка5

5

,, Q 5

0

5

мере 1, принимается приемником 3. Сигнал с выхода последнего поступает на первый вход первого фазового детектора 6. На выходе первого фазового детектора 6 формируется напряжение, пропорциональное разности фаз электрических сигналов, поступающих на его входы. Если в исходном состоянии указанная разность фаз равна нулю, то при изменении скорости V распространения акустических колебаний в измерительной камере 1 на 4V на выходе первого фазового детек- . тора 6 возникает напряжение, пропор--. циональное искомому приращению скорости 4V, Это напряжение подается на третий вход регистратора 8. На второй и первый входы последнего поступает информация,соответственно Ъ частоте колебаний с частотомера 11 и о длине измерительной камеры 1 с регулятора 7 длины измерительной камеры 1.

Изобретение обеспечивает повышение точности измерения изменений скорости распространения акустических волн за счет более точной настройки длины измерительной камеры 1 на максимум крутизны ее фазочастотной характеристики. Повышение точности обусловлено тем, что настройка измерительной камеры на максимум крутизны ФЧХ производится не на случайно взятой частоте модуляции, а на частоте модуляции, соответствующей минимуму зависимости девиации частоты (измеряемой измерителем 10 девиации) от частоты модуляции, подбираемой по указанной методике.

Формула изобретения

Устройство для измерения изменений скорости распространения акустических волн, содержащее измерительную камеру регулируемой длины с излучателем и приемником акустических колебаний, последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовращатель, выход которого подключен к излучателю акустических колебаний, подключенные к приемнику последовательно соединенные фазовый детектор, регулятор длины измерительной камеры и регистратор, подключенные , к приемнику амплитудный детектор, измеритель девиации частоты и часто- томер, выход последнего подключен к

второму входу регистратора, выход фазового детектора подключен к третьему входу регистратора, второй выход регулятора длины измерительной камеры подключен к управляющему входу последней, а второй выход генератора несущей частоты подключен к второму входу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно

снабжено подключенными к выходу измерителя девиации частоты последовательно соединенными вторым фазовращателем, вторым фазовым детектором и управляемым генератором низкой частоты, выход которого подключен к управляющему входу генератора несущей частоты, а второй выход управляемого генератора низкой частоты подключен к второму входу второго фазового детектора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменений скорости распространения акустических волн в средах с изменяющимися свойствами. Целью изобретения является повышение точности измерения изменений скорости распространения акустических волн за счет более точной настройки измерительной камеры на максимум крутизны фазочастотной характеристики, что достигается модуляцией частоты зондирующего сигнала с частотой модуляции, соответствующей минимуму девиации частоты принимаемого сигнала. 1 ил.

Составитель Г.Максимочкин Редактор Л.Гратилло Техред М.ДидыкКорректор С,Черни

Заказ 1438

Тираж 418

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное