Устройство для измерения скорости ударной волны Советский патент 1993 года по МПК G01P5/18 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости ударных волн в ударных трубах.

Цель изобретения - повышения информативности устройства за счет измерения скорости многократно отраженной ударной

ВОЛНЫ.. ;

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные графики работы устройства. .

Устройство для измерения скорости, ударной волны содержит ударную трубу с торцевыми стенками 1. внутри которой установлена диафрагма 2, последовательно установленные за диафрагмой первый датчик 3 и второй датчик 4, генератор эталонной частоты 5, первый счетчик б и второй счетчик 7. первый элемент И 8 и второй элемент И9. первый элемент ИЛИ 10, сдвиговый регистр 11, вход запуска 12, первую схему задержки . 13, первый блок памяти 14 и второй блок памяти 15, второй элемент ИЛИ 16 и третий

элемент ИЛИ 17. вторую схему задержки 18 и третью схему задержки 19, первую дифференцирующую цепь 20 и вторую дифферен- 1 цйрующую цепь 21, вход считывания 21, задатчик постоянных величин 23, аналого- цифровой преобразователь 24, первый делитель 25 и второй делитель 26, причем входы первого и второго датчиков 3, 4 соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом сдвигового регистра 11, а вход установки нуля через первый элемент задержки 13 подключен к входу запуска 12. Первый и второй выходы сдвигового регистра 11 соединены соответственно с вторыми входами первого элемента И 8 и второго элемента И 9, первые входы которых соединены с выходом генератора эталонной частоты 5, а выходы - соответственно с входами первого 6 и второго 7 счетчиков. Вход установки нуля первого счетчика 6 через второй элемент ИЛИ 16 и второй элемент задержки 18, а вход уста &

е

00

ы о ю

новки нуля второго счетчика 7 через третий элемент ИЛИ 17 и третий элемент задержки 19 соединены с выходом первой схемы .задержки 13. Информационные выходы первого счетчика 6 соединены с информационными входами первого блока памяти 14, информационные выходы второго счетчика 7 соединены с информационными входами второго блока памяти 15. Входы обнуления блоков памяти 14, 15 соединены с выходом первой схемы задержки 13, а их информационные выходы - С первыми входами соответственно первого и второго делителей 25 и 26, вторые входы которых объединены и через аналого-цифровой преобразователь 24 соединены с задатчиком постоянных величин 23. Третий выход сдвигового регистра 11 через первую дифференцирующую цепь 20 соединен с входом переписи первого блока памяти 14 и вторым входом второго элемента ИЛИ 16, а четвертый выход сдвигового регистра 11 через вторую дифференцирующую цепь 21 соединен с входом переписи с второго блока памяти 15 и вторым входом третьего элемента ИЛИ 17. Вход считывания первого и второго блоков памяти 14, 15 соединены с входом считывания 22.

Задатчик 23 постоянных величии выполнен в виде потенциометра, выходной сигнал которого пропорционален величине выставленного расстояния между первым и вторым датчиками.

Устройство для определения скорости ударной волны работает следующим образом.

При подаче импульса на вход запуска 12 устройства одновременно слева от диафрагмы 2 возникает взрыв и резко повышается давление, что вызывает разрыв диафрагмы 2 и движение с большой скоростью падающей ударной волны по каналу ударной трубы 1. Импульс с входа запуска 12 устройства подается на схему задержки 13. Задержан- ный импульс (фиг. 2, б), подается на входы установки нуля сдвигового регистра 11, первого и второго блоков памяти 14 и 15, а также первого счетчика 6 через второй элемент ИЛИ 16 и вторую схему задержки 18 и второго счетчика 7 через третий элемент ИЛИ 17 и третью схему задержки 19.

Суммарное время задержки в первой и второй схемах задержки, а также в первой и третьей схемах задержки должно быть меньше времени прохождения фронта ударной волны от диафрагмы 2 др сечения, где установлен первый датчик 3. Таким образом к началу измерения устройство оказывается в исходном состоянии. В тот момент, когда падающая ударная волна проходит сечение,

где установлен первый датчик 3, с него снимается импульс (фиг. 2, в), который через первый элемент ИЛИ 10 поступает на вход регистра 11. С первого выхода регистра 11

подается разрешающий сигнал (фиг. 2, г) на второй вход первого элемента И 8. Первый элемент И 8 открывается, в результате чего начинается подсчет числа импульсо.в генератора 5 эталонной частоты (фиг. 2, а) первым счетчиком 6 (фиг. 2, д,

В момент времени, когда падающая ударная волна проходит сечение, где установлен второй датчик 4, с него снимается сигнал (фиг. 2, е), и поступает через элемент

5 ИЛИ 10 на вход регистра 11. С первого выхода регистра 11 под действием данного импульса происходит снятие разрешающего сигнала (фиг. 2, г), который поступает на второй вход первого элемента И 8, и появ0 ление разрешающего сигнала (фиг. 2, ё) на третьем выходе регистра 11.

В первом счетчике 6 оказывается записанным код времени, пропорциональный скорости падающий ударной волны на от5 резке между первым и вторым датчиками 3 и 4.

С третьего выхода сдвигового регистра 11 разрешающий сигнал (фиг. 2, ё) черёд первую дифференциальную цепь 20 посту0 пает на вход переписи первого блока памяти 14 (фиг. 2, ж), в результате чего содержимое первого счетчика 6 записывается в первый блок памяти 14 (фиг. 2, з) и через второй элемент ИЛИ 16 и вторую схе5 му 18 задержки - на выход установки нуля первого счетчика 6. Таким образом производится перепись содержимого первого счетчика 6 в первый блок 14 памяти и обнуление первого счетчика 6.

0 Схема 18 задержки необходима для того, чтобы обнуление первого счетчика 6 не произошло до переписи его содержимрго в первый блок 14 памяти.

И так, после прохождения падающей

5 ударной волной сечения, где установлен второй датчик 4, произойдет перепись содержимого первого счетчика 6 в первый блок 14 памяти и обнуление первого счетчика 6. Падающая ударная волна, продолжая

0 свое движение, доходит до задней стенки ударной трубы 1, что вызывает возникновение отраженной ударной волны, имеющей направление, противоположное падающей ударной волне. При подходе фронта отра5 женной ударной волны к сечению, где установлен второй датчик 4, происходит выдача импульса через второй вход первого элемента ИЛИ 10 на вход регистра 11 (фиг. 2, е), со второго выхода которого разрешающий сигнал (фиг. 2, и) поступает на второй вход

второго элемента И 9. В результате начинается подсчет числа импульсов генератора 5 эталонной частоты вторым счетчиком 7 (фиг, 2, и).

В момент времени, когда отраженная ударная волна проходит сечение, где установлен первый датчик 3, происходит выдача импульса через первый вход элемента ИЛИ 10 (фиг. 2, в) на вход регистра 11, что приведет к снятию разрешающего сигнала со второго выхода регистра 11 (фиг. 2, и) и появлению разрешающего сигнала на его четвертом выходе (фиг. 2, к).

Снятие разрешающего сигнала со второго выхода регистра 11 приведет к запиранию второго элемента И 9 и запоминанию во втором счетчике 7 временного интервала (фиг. 2, и), пропорционального скорости отраженной ударной волны на отрезке ударной трубы 1, заключенном между вторым и первым датчиками 4, 3.

Появление сигнала на четвертом выходе регистра 11 (фиг, 2, к) приведет к его поступлению через вторую дифференциальную цепь 21 на вход переписи второго блока 15 памяти (фиг. 2, л), где происходит перепись содержимого второго счетчика 7 во второй блок 15 памяти (фиг. 2, м) и через третий элемент ИЛИ 17 и третью схему 19 задержки на вход установки нуля второго счетчика 7.

Третья схема 19 задержки не допускает установку нуля второго счетчика 7 до переписи его содержимого во второй блок 15 памяти.

Отраженная ударная волна, продолжая движение, вторично отражается от передней стенки ударной трубы 1, расположенной левее первого датчика 3. Отраженная вторичная ударная волна снова достигает сечения, где расположен первый датчик 3, вызывает появление на его выходе сигнала (фиг, 2, в), по которому вновь появляется разрешающий сигнал на первом выходе сдвигового регистра 11 (фиг. 2, г), так как это кольцевой сдвиговый регистр. Вновь происходит открывание первого элемента И 8 и подсчет импульсов первым счетчиком 6. Все ранее перечисленные процессы будут повторяться столько раз, сколько будет формироваться е ударной трубе 1 отраженных ударных волн.

После опыта производится считывание временных интервалов, соответствующих скоростям падающей и всей отраженных волн на отрезке ударной трубы 1 между датчиками, записанных в первом 14 и во втором 15 блоках памяти. При последовательной подаче сигнала считывание информация с первого 14 и второго 15 блоков

памяти поступает на первые входы соответственно первого 25 и второго 26 делителей, на вторые объединенные входы которых поступает сигнал с задатчика 23 постоянной 5 величины через аналого-цифровой преобразователь 24. На выходах делителей появляется сигнал, пропорциональный скорости.

Применение устройства позволяет повысить информативность за счет измерения

10 скорости многократно отраженной ударной волны.

Формула-изобретения Устройство для измерения скорости ударной волны, содержащее ударную трубу

5 с торцевыми стенками, внутри которой установлена диафрагма, два датчика, последовательно установленные за диафрагмой, генератор эталонной частоты, первый и второй счетчики, первый и второй элементы И,

0 первый элемент ИЛИ, сдвиговый регистр, первая схема задержки и вход запуска, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входом сдвигового регистра, первый и второй выходы которого соединены с вторыми

5 входами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходом генератора эталонной, частоты, а выходы соответственно с входами первого и второго счетчиков, входы установ0 .ки нуля которых связаны с входом установки нуля сдвигового регистра, вход первой схемы задержки соединен с входом запуска, а выход соединен с входом установки нуля сдвигового регистра, при этом выходы дат5 чиков соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности за счет измерения скорости многократно отраженной

0 ударной волны, в него введены первый и второй блоки памяти, второй и третий элементы ИЛИ, вторая и третья схемы задержки, первая и вторая дифференцирующие цепи, задатчик постоянных величин, анало5 го-цифровой преобразователь, первый и второй делители, яричем входы установки нуля счетчиков и сдвигового регистра связаны через соответствующие последовательно соединенные элемент ИЛИ и схему

0 задержки, информационные входы первого и второго блоков памяти соединены с выхо- дами соответственно первого и второго счетчиков, входы установки нуля соединены с выходом первой схемы задержки, третий

5 выход сдвигового регистра через первую дифференцирующую цепь соединен с входом переписи первого блока памяти и вторым входом второго элемента ИЛИ, четвертый выход сдвигового регистра через вторую дифференцирующую цепь соединен

с входом переписи второго блока памяти ими соответственно первого и второго деливторым входом третьего элемента ИЛИ чет-телей, вторые входы которых объединены и

вертые входы блоков памяти являются вхо-через аналого-цифровой преобразователь

дами считывания, информационные выходысоединены с задатчиком постоянных велиблоков памяти соединены с первыми входа-5 чин,

SSfL.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости ударных волн в ударных трубах. Сущность изобретения: устройство содержит: ударную трубу, диаграмму, два датчика, генератор эталонной частоты, два счетчика, два элемента И, три элемента ИЛИ, сдвиговый регистр, три схемы задержки, два блока памяти, две дифференцирующие цепи, два делителя, задатчик постоянных величин, аналого-цифровой преобразователь, вход запуска, вход считывания. 5-8-6-14-25, 5-9-7-15-26, 12-13-8, 11-20-16, 11-21-17, 23-24-26, 13-11, 13- 17. 13-14, 13-15, 11-9. 11-8. 24-25. 20-14, 21-15. 3-10, 4-10. 2 ил.

Ьш 1Ш1ШШ ШШ1ШШЩ111Ш1 и .ULlL

Редактор

Составитель Г.Киселева Техред М.Моргентал

Заказ 1161Тираж Подписное

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

Корректор М.Шароши .