Устройство для автоматической регистрации ультразвуковых параметров конденсированных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в металлургической и химической промышленности, в стекловарении, а также при анализе свойств и состава расплавов органических и неорганических материалов.

Цель изобретения - улучшение метрологических характеристик за счет расширения диапазона исследуемых материалов, автоматизации процесса регистрации скорости ультразвука и его затухания.

На чертеже представлена структурная схема устройства регистрации ультразвуковых параметров конденсированных материалов.

Устройство содержит генератор 1, измерительную камеру 2 постоянной длины с излучающим и приемным пьезо- преобразователями 3 и 4, усилитель 5, подключенный к приемному пьезопреобразовятелю 4, детектор 6, первый и второй регистраторы 7 и 8, логарифмический модулятор 9 уровня энергии, сумматор 10, детектор 11 с задержкой, включенный между выходом усилителя 5 и входом логарифмического модулятора 9 уровня энергии. Первый вход сумматора 10 соединен с первым выходом генератора 1, второй вход - с выходом (усилителя 5, а выход - с входом детек- (тора 6, второй выход генератора 1 соединен с вторым входом логарифмического модулятора 9 уровня энергии, первый выход которого соединен с излучающим пьезопреобразователем 3, второй выход - с первым регистратором 7, а второй регистратор 8 соединен с выходом детектора 6. Логарифмический йодулятор 9 уровня энергии выполнен Из последовательно соединенных усили- т еля 12 постоянного тока и нелинейного усилителя 13, вход усилителя 12 постоянного тока является первым выходом логарифмического модулятора 9 уровня энергии, второй вход нелинейного усилителя 13 является его вторым входом, выход - его первым выходом, выход усилителя 12 постоянного тока является вторым выходом логарифмичес- кого модулятора 9 уровня энергии. В качестве первого и второго регистраторов 1 и 9 использованы самопшгущие приборы.

Устройство работает следующим об- разом.

Непрерывный синусоидальный сигнал фиксированной частоты с второго выхода генератора 1 подается на первый вход нелинейного усилителя 13 логарифмического модулятора 9 уровня энергии. С выхода нелинейного усилителя 13 электрический сигнал подается на излучающий пьезопреобразователь 3 ка- меры 2, который преобразует его в акустический сигнал. После прохождения исследуемого материала он преобразуется в электрический сигнал, усиливается усилителем 5 и подается на второй вход сумматора 10, на первый вход которого поступает опорное напряжение с первого выхода генератора 1. Суммарный сигнал, амплитуда которого содержит информацию о сдвиге фаз между опорным и рабочим сигналами, а следовательно, и об изменении скорости а исследуемом материале, подается через детектор 6 на регистратор 8, в качестве которого используется самописец.

Логарифмический модулятор У уровня энергии обеспечивает постоянство уровня рабочего сигнала с выхода усилителя 5 при изменении поглощения в исследуемом материале камеры 2, обусловленного изменением температуры, давления или состава в исследуемом материале, управляет амплитудой сигнала с выхода нелинейного усилителя 13, так что обеспечивается ее постоянство. По изменению управляющего напряжения с выхода усилителя 12 постоянного тока можно судить об изменениях поглощения ультразвука в исследуемом материале. С этой целью к выходу усилителя 12 постоянного тока подключен первый регистратор 7.

Использование предлагаемого устройства в сравнении с известными позволяет повысить точность измерений и существенно расширить класс исследуемых материалов при изменении скорости ультразвука в два и более раз и коэффициента поглощения ультразвука на несколько порядков за счет воздействия на них изменяющихся внешних параметров, таких как, например, температура, давление,деформация или изменение состава.

Формула изобретения

Устройство для автоматической регистрации ультразвуковых параметров конденсированных материалов, содержащее генератор, измерительную камеру постоянной длины с излучающим и приемным пьезопреобразователями, усилитель, подключенный к приемному пьезо- преобразователю, и два регистратора, отличающееся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик, оно снабжено логарифмическим модулятором уровня энергии, сумматором и детектором с задержкой, включенным между выходом усилителя и первым входом логарифмического модулятора уровня энергии, первый вход сумматора соединен с первым выходом генератора, второй вход - с выходом усилителя, а выход - с входом детектора, второй выход генератора соединен с вторым входом логарифмического модулятора уровня энергии, первый выход которого соединен с излучающим

515734

пьечонреобразователем, второй выход - с первым регистратором, а второй регистратор соединен с выходом детектора, логарифмический модулятор уровня энергии выполнен из последовательно соединенных усилителя постоянного тока и нелинейного усилителя, вход усилителя постоянного тока является пер18

вым входом логарифмического модулятора уровня энергии, вход нелинейного усилителя - его вторым входом, выход - его первым выходом, выход усилителя постоянного тока - его вторым выходом, а в качестве первого и второго регистраторов использованы самопишущие приборы.

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в металлургической, химической промышленности, стекловарении, а также при анализе свойств и состава расплавов органических и неорганических материалов. Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик за счет расширения диапазона исследуемых материалов, автоматизации процесса регистрации скорости ультразвука и его затухания. Прошедшие через камеру с исследуемым веществом ультразвуковые колебания, усиленные по амплитуде, поступают на один вход сумматора, на другой вход которого поступает излучаемый опорный сигнал. Амплитуда колебаний на выходе сумматора пропорциональна разности фаз колебаний на его первом и втором входах, позволяет судить о скорости ультразвука, ее изменении и регистрируется первым самопишущим прибором. Постоянство амплитуды на выходе усилителя обеспечивается за счет изменения амплитуды колебаний на излучающем пьезопреобразователе путем управления коэффициентом передачи нелинейного усилителя передающего тракта. Величина управляющего сигнала позволяет судить о коэффициенте затухания ультразвука, его изменении и регистрируется вторым самопишущим прибором. 1 ил.

Редактор Н.Яцола

Составитель И.Соколов

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимигаинец

Заказ 1641

Тираж 507

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