Способ фиксации момента поступления акустического сигнала и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01F23/296 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акустических измерительных устройствах, например в ультразвуковых скоростемерах.

Целью изобретения является повышение точности измерений,

Способ фиксации момента поступления акустического сигнала осуществляют следующим образом. Преобразуют акустический сигнал в электрический, формируют первый опорный сигнал и сравнивают с ним

электрический, формируют второй опорный сигнал путем инвертирования электрического сигнала и, в случае превышения последним уровня опорного, формируют выходной сигнал в момент равенства электрического и второго опорного сигнала, пол- ученного путем инвертирования электрического сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство фиксации момента поступления акутического сигнала (,1) содержит последовательно включенные приемник 1, усилитель 2, первый компаратор 3, триггер 4, второй компаратор 5 и одновибратор 6, подключенный входом к выходу усилителя 2 и первому входу компаратора 5, а выходом - к второму входу последнего, инвертор 7, D-вход триггера 4 подключен к шине 8 источника питания, а R-вход - к выходу одновибратора 6, являющемуся выходом 9 устройства.

При поступлении на приемник 1 акустического сигнала он преобразуется в электрический и усиливается усилителем 2, после чего, в случае достижения усиленным электрическим сигналом 10 (фиг.2) порога срабатывания (уровня опорного сигнала) 11 компаратора 3, последний формирует прямоугольный импульс 12, устанавливающий триггер 4 в состояние 1 (поз.12 на фиг, 2). Если же сигнал 10 не достигнет порога срабатывания 11 ПЭ 2, то это будет означать, что поступила помеха или акустический сигнал не достиг требуемого уровня, ПЭ 3 не сработает и устройство в целом (или не достигший оптимального уровня акустический сигнал) помеху не воспринимает. Выходной сигнал 13 триггера 4 является стробирую- щим для компаратора 5. Таким образом, он подготавливается к срабатыванию на заднем фронте усиленного электрического сигнала 10, т.е. по достижении им уровня опорного сигнала 11.

Электрический сигнал 10 инвертируется инвертором 7 (сигнал 14) и поступает на второй вход компаратора 5, на первый вход которого поступает сигнал 10 непосредственно. Таким образом, компаратор 5 срабатывает по достижении равенства прямого 10 и инверсного 14 сигналов, причем на их заднем фронте. Очевидно, что это произойдет по достижении обоими сигналами значения О, т.е. при максимальной крутизне сигналов. Кроме того, за счет встречного движения сигналов 10 и 14 крутизна дифференциального сигнала на входе компаратора 5 увеличивается вдвое, что позволяет в такое же число раз увеличить точность определения времени поступления сигнала, т.е. точность срабатывания устройства. При срабатывании компаратора 5 взводится од- новибратор б и триггер 4 возвращается в исходное состояние (нулевое), т.к. его R- вход подключен к выходу одновмбрзтора б. Стробирующий сигнал со стробирующего

входа компаратора 5 снимается (т.к. триггер 4 возвращается в состояние О), поэтому все возможные шумы и помехи, следующие за сигналом, им не воспринимаются. Таким

образом повышается помехоустойчивость устройства,

Длительность импульса 16 одновибратора выбирается равной минимальной паузе, например, при максимально возможном

верхнем уровне жидкости при использовании устройства в уровнемере, работающем а режиме автоциркуляции (прототип) между положительными полуволнами акустического сигнала, что позволяет исключить воздействие помех (даже превышающих уровень сигнала) между сигналами. При поступлении следующего акустического сигнала на вход устройства процесс повторяется.

Вместо инвертора 7 может быть использован парафазный усилитель (не показан), подключенный первым и вторым входами соответственно к выходу усилителя 2 и общей шине (второй шине источника питания), а первым и вторым выходами - соответственно к первому и второму входам компара- тора 5, при этом первый вход последнего отключен от входа усилителя 2.

Формула изобретения

1.Способ фиксации момента поступления акустического сигнала, включающий преобразование акустического сигнала в электрический, сравнение опорного сигнала с электрическим, получение дополнительного опорного сигнала и формирование выходного сигнала при равенстве электрического и дополнительного опорного сигналов, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности, дополнительный опорный сиг-нал получают путем инвертирования электрического сигнала.

2.Устройство для фиксации момента поступления акустического сигнала, содержащее источник питания, последовательно включенные приемник, усилитель, пороговый элемент, блок задержки, компаратор и одновибратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него

введен инвертор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход к соответствующему входу компаратора, а блок задержки выполнен в виде триггера, вход сброса которого подключен к выходу одновибрэтора,

а информационный вход- к источнику питания.

3

Ц5

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акустических измерительных устройствах для определения уровня. Цель изобретения - повышение точности измерений. Способ определения уровня жидкости заключается в преобразовании акустического сигнала в электрический, формировании первого опорного сигнала и сравнении с ним рического, формировании второго опорного сигнала путем инвертирования электрического сигнала и формировании выходного сигнала в момент равенства электрического и второго опорного сигналов. При поступлении на приемник 1 акустического отраженного от жидкости сигнала он преобразуется в электрический усиливается усилителем 2, после чего в случае достижения электрическим сигналом уровня первого опорного сигнала компаратор 3 формирует импульс, устанавливающий триггер 4 в состояние 1. Электрический сигнал инвертируется инвертором 7 и поступает на второй вход компаратора 5, на первый вход которого поступает электрический сигнал непосредственно. Второй компаратор срабатывает при достижении равенства прямого и инверсного сигналов. При срабатывании компаратора 5 срабатывает одно- вибратор 6 и триггер 4 возвращается в исходное состояние. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. (Л

Э| 7

2

3

5 L

-о