Измеритель скорости звука Советский патент 1991 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано для измерения скорости звука, например, в автоматизированных системах контроля параметров жидких сред.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет автоматической подстройки частоты избирательного усилителя в цепи автогенерации.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного измерителя; на фиг. 2 - вариант выполнения одного из усилительных каскадов избирательного усилителя.

Измеритель скорости звука содержит излучатель 1 звука, последовательно соединенные приемник 2 звука, избирательный усилитель 3 и частотный детектор 4, и частотомер 5, выход избирательного усилителя 3 подключен к входам излучателя 1 звука и частотомера 5.

Избирательный усилитель 3 выполнен перестраиваемым по частоте, а его вход управления подключен к выходу частотного детектора 4.

Измеритель работает следующим образом.

При включении измерителя в цепи приемник звука, избирательный усилитель, излучатель звука возникают автоколебания на резонансной частоте, значение которой определяется временем распространения акустического сигнала через исследуемую среду. При увеличении скорости звука, что приводит к уменьшению времени распространения акустических колебаний, частота колебаний возрастает. На выходе частотного детектора 4 формируется сигнал, пропорциональный изменению частоты генерации. С выхода частотного детектора 4 этот сигнал поступает на вход управления перестройкой частоты резонанса избирательного усиО

го

ел

лителя 3 (элемент V. D1, фиг, 2). Поэтому частотная характеристика избирательного усилителя перестраивается таким образом, что его генерируемая частота опять становится резонансной. При уменьшении скорости звука в исследуемой среде частота колебаний уменьшается и частотный детектор 4 выдает сигнал на перестройку частот- ной характеристики избирательного усилителя 3 в сторону уменьшения резонансной частоты, Автоколебания в измерителе скорости возбуждаются на частотах ,

п . Та ,

)

Та+Тз

где п - целые числа от 1 до оо , соответствующие числу волн, укладывающихся на акустической базе I;

та - время задержки сигнала в акустическом тракте;

тэ - время задержки сигнала в электрическом тракте;

v - скорость звука в среде.

Из формулы (1) получаем значение скорости звука в среде.

Сравнительный анализ предлагаемого и известного устройств производили путем измерения изменения скорости звука в глицерине марки ОСЧ за счет изменения температуры от 20 до 70°С. Скорость звука в глицерине при 20°С составляет 1923 м . Эксперимент показал, что при измерении

0

0

5

0

5

изменения скорости звука с помощью прототипа изменение скорости звука на 19,23 м приводит к срыву колебаний и возникновению их вновь, но на другой моде. Измерение изменения скорости звука в той же среде с помощью предлагаемого устройства показало, что-при изменении скорости звука на 126 м (при изменении температуры среды в диапазоне 20-70°С) не приводит к срыву колебаний, что позволяет уверенно измерять изменения скорости звука в среде.

Таким образом, введение частотного детектора и автоматически перестраиваемого избирательного усилителя позволяет расширить диапазон измерения скорости звука.

Формула изобретения Измеритель скорости звука, содержащий последовательно соединенные приемник звука, избирательный усилитель и подключенный к выходу избирательного усилителя излучатель звука и частотомер, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен частотным детектором, вход которого подключен к выходу избирательного усилителя, избирательный усилитель выполнен перестраиваемым по частоте, а его вход управления подключен к выходу частотного детектора.

Изобретение касается ультразвуковых измерений и может быть использовано для измерения скорости звука, например, в автоматизированных системах контроля параметров жидких сред. Цель изобретения - расширение диапазона измерений.Измеритель содержит электроакустически последовательно соединенные излучатель звука, приемник звука, избирательный усилитель, обеспечивающий режим автогенерации, частотный детектор и частотомер. Частотным детектором формируется сигнал управления частотной характеристикой избирательного усилия, что обеспечивает расширение диапазона измерений. 2 ил.

.1

1

Выход

Вход