УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВБ1Х КОЛЕБАНИЙПАТСйТНС-иХЩ|ЧШ^А;.; ^1<^&ЛИОТ?;КА I Советский патент 1971 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний в жидких и твердых телах и может быть применено в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известные устройства аналогичного назначения характеризуются низкой разрешающей способностью и чувствительностью, низкой точностью измерений в случае малых значений коэффициента поглощения, а также в случае небольших расстояний (например, до одпого см) между передающим и приемным преобразователями.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком регулирования времени задержки, выполненным в виде временного селектора, входы которого соединены с формирователем, одним из выходов линии задержки и триггером, а выход - с реверсивным двигателем, кинематически связанным с регулирующим элементом линии задержки.

Указанные отличия позволяют повысить разрешающую способность, чувствительность и точность измерений устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - блок-схема линии задержки; на фиг. 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Блок-схема устройства содержит зондирующий генератор 1, передающий преобразователь 2 для преобразования электрической энергии зондирующего импульса в энергию упругих колебаний, поступающих в исследуемую среду 3, приемный преобразователь 4, широкополосный усилитель 5, высокостабильную регулируемую линию задержки 5, осуществляющую задержку зондирующего импульса на величину акустической задержки, а также вырабатывающую прямоугольный импульс, длительность которого равна времени задерл ки, формирователь 7 для формирования импульса, стандартизованного по длительности и амплитуде из экспотенциального электрического сигнала после усилителя 5, триггер 8 для выработки прямоугольного импульса, длительность которого равна разности мелсду периодом следования зондирующих импульсов и временем задержки импульса линией задержки 6.

Временной селектор 9 служит для выработки сигнала ощибки, необходимого для приведения в действие реверсивного двигателя Ю, кинематически связанного с регулирующим элементом 11 линии задержки 6.

Блок-схема линии задержки содержит триггер 12 с двумя устойчивыми состояниями, предназначенный для выработки прямоугольного импульса, длительность которого равна времени акустической задержки, а короткого прямоугольного импульса, сдвинутого относительно зондирующего импульса на время акустической задержки; генератор 13 пилообразного напряжения, вырабатывающий колебания пилообразной формы; компаратор 14, производящий сравнение амплитуды пилообразного напряжения с опорным постоянным напряжением; блокинг-генератор 15, вырабатывающий короткий прямоугольный импульс в момепт равенства амплитуд пилообразного и опорного напряжений и опрокидывающий этим импульсом триггер 12. На фиг. 3 изображены следующие эпюры напряжений: импульсы 16 на выходе зондирующего генератора 1; импульсы 17 на первом выходе линии задержки 6; импульсы 18 на выходе триггера 8; импульсы 19 на выходе формирователя 7; совмещенное изображение (эпюра 20) импульсов 19 со стробирующими илшульсамн 17, 18. Устройство работает следующим образом. Зондирующий генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов, которые поступают на передающий преобразователь 2 датчика, где преобразуются в акустические колебания. Акустические колебания, распространяясь через .исследуемую среду 3, достигают приемного преобразователя 4, где преобразуются в электрические импульсы, и после усиления широкополосным усилителем 5 и формирования по длительности и амнлитуде формирователем 7, поступают на третий вход временного селектора 9. Одновременно импульсы зондирующего генератора 1 поступают на вход регулируемой линии задержки 6, запуская триггер 12 с двумя устойчивыми состояниями. Передним фронтом импульса триггера запускается генератор 13 .пилообразного напряжения, импульсы которого поступают на компаратор 14, где происходит сравнение их амплитуды с постоянным опорным напряжением. В момент равенства амплитуд срабатывает блокинг-генератор 15, импульс которого восстанавливает триггер с двумя устойчивыми состояниями в первоначальное положение. Импульс блокинг-генератора 15 (Вых. 2) запускает триггер 8, который приводится в исходное состояние импульсом зондирующего генератора /. Импульсы с триггера 5 и с первого выхода высокостабильной регулируемой линии задержки 6 (триггер 12, вых. 1) поступают на временной селектор 9. Сюда же поступают импульсы с формирователя 7. Селектор 9 в зависимости от временных положений импульсов 17, 18, 19 вырабатывает на выходе постоянное напряжение той или иной полярности, которое поступает на реверсивный двигатель 10. Реверсивный двигатель 10 кинематически связан с элементом регулирования // величины опорного напряжения 6оп, которое изменяется до тех пор, пока постоянное напряжение (сигнал ощибки) на выходе схемы селектора 9 не станет равным нулю. Такое положение прощедщего через исследуемую среду 3 импульса относительно стробирующих импульсов показано на фиг. 3 (эпюра 20. Здесь же показаны возможные временные положения импульса 19. В случае совпадения импульса 19 с импульсом 16 (фиг. 3, эпюра 20, положение I) величина задержки увеличивается, а в случае совпадения с импульсом 18 (фиг. 3, эпюра 20, положение II) - уменьшается до тех пор, пока временное положение импульсов не станет таким, как показано на эпюре 20 (положение III). Таким образом, время задержки импульса 16 высокостабильпой регулируемой линией задержки 6 автоматически приравнивается к времени акустической задержки в исследуемой среде 3. Предмет изобретения Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, содержащее зондирующий генератор, акустические преобразователи, линию задержки, триггер, щирокополоспый усилителЬ; формирователь и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, чувствительности и точности измерений, оно снабжено блоком регулирования времени задержки, выполненным в виде временного селектора, входы которого соединены с формирователем, одним из выходов линии задержки и триггером, а выход - с реверсивным двигателем, кинематически связапным с регулирующим элементом линии задержки.

А дыл. i

зондЛ

12

Ш.

-IB

3

П

1.1 I