УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ и КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА Советский патент 1971 года по МПК B06B3/02 

Изобретение относится к области акустического приборост|роения и предназначено для иоиользования в гидроакустике при физико-химическИ|Х исследованиях веществ.

Известные устройства для из.мерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащие генератор импульсов, источник питания генератора, акустический датчиК, усилитель, детектор и схему сравнения выходного сигнала с опорным напряжением, не обеспечивают достаточно высокой точности и пе позволяют автоматизировать процесс измерений.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем ко второму входу схемы сравнения, выполненной на диоднорогенеративио.м нуль-органе, нодключен источник опорного напряжения, а вы.хоа соединен с регулируемым источником питания, в управляющую цепь которого включен измеритель скважности импульсов.

Это отличие позволяет повысить точность и автоматизировать процесс измерений.

Блок-с. описываемого устройства показана на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, акустическ; й датчик 2 с излучателем и приемииком ультразвука, усилитель 5, схему за-пуска генератора, выполненную в виде триггера Шмитта 4 и одновибратора 5, частотомер 6, пиковьи детектор 7, источник 8 опорного напряжения, схему сравнения с диоднорегенератнвны.м нуль-органо.м 5, регулируемый источник 10 напряжения и прибор // для измерения скважности импульсов.

Устройство работает следующим образом. Генератор импульсов коротким прямоугольным импульсом возбуждает излучате.чь ультразвука акустического датчика 2. Ультразвуко0вой импульс распространяется в конпролируемой среде и достигает приемника ультразвука, который преобразует ультраз вуковой импульс в электрический. Электрический усиливается усилителем 3 и поступает на вход Tpiirrepa Шмитта 4, который формирует из npiiiiHTorj сигнала пакеты прЯМОугольных импульсов, поступающие на вход одноБибратора ,5. С выхода одновибратора 5 снимается ирямоугольньп импульс, по длительности равный длительности пакета выходных импульсов, и подается на вход генератора импульсс-з, где дифференцируется и заиуекает генератор.

В системе устанавливается автоциркуляция имиульсов с частотой, которая зависит от скорости распространения ультразвука. Частоту автоциркуляции импульсов измеряют частотомером 6 и но ней судят о скорости ультразвука.

нал поступает на вход пикового детектора 7. Пиковый детектор преобразует принятые и усиленные имнульсы в постоянное напряжение УС, которое подается на диодно-регене|ративный нуль-орган 9. На второй вход нульоргана подается постоянное напряжение Vo от источника 8 опорного напряжения. Диодно-|регеверативный нуль-орган 9 генерирует полол ительные импульсы, если (активное состояние) и прек1раш.ает генерацию имлульсов, если (пассивное состояние). Нуль-0|рга,н 9 управляет работой регулируемого источника 10, напряжение на выходе которого зависит от управляющего сигнала нуль-органа. Если нуль-орган находится в активном состоянии, напряжение на выходе источника 10 повышается, если нуль-орган переходит в пассивное состояние, напряжение на выходе источника 10 понижается.

Таким образо.м, напряжение на выходе управляемого источника 10 зависит от соотношения между временами активного и пассивного состояний нуль-органа. Напряжение с выхода источника 10 нитает reHeipaTop 1 импульсов и, следовательно, Мощность импульсов, возбуждающих излучатель ультразвука, за висит от этого напряжения.

В момент времени, непосредственно следующий за включением прибора, пока ультразвуковой импульс не достигает приемника, сигнал на выходе приемника отсутствует, и напряжение Ус -на входе нуль-органа равно нулю. Опорное напряжение Vo неравно нулю.

Нуль-оргап 9 генерирует импульсы, управляющие источником 10. Напряжение питания генератора 1 возрастает до максимального, амплитуда возбуждающих импульсов также мак1симальна. Как только ультразвуковой импульс достигнет ириемника ультразвука, на выходе усилителя и пикового детектора 7 появится сигнал. Так как амплитуда возбуждающих импульсов максимальна, то при будет , т. е. сигнал больще опорного напряжения. Нуль-орган перейдет в .пассивное состояние, напряжение питания геиер.атора 1, а следовательно и амплнтуда импульсов, будет уменьшаться. Как только сигнал станет .меньше опорного напряжения, т. е. Ус СУо, нуль-орган перейдет снова в активное

состояние, амплитуда импульсов начнет повышаться. Нрощесс повторяется циклически, с установивщейся частотой.

Таким образом, схема сравнения работает как регулятор напряжения в импульснОМ или релейном режиме, стремясь поддерживать равенство ,. При этом уровень сигнала на выходе нриемника и усилителя 3

стабилизирован. Напряжение на выходе регулятора зависит от скважности импульсов регулятора, т. е. от отношения времени активного состояния нуль-органа к пе|риоду колебаний регулятора. При увеличении затухания

для поддержания равенства Ус У о необходимо увеличить мощность импульсов, возбуждающих излучатель, при уменьшении затухания - уменьшить. К выходным цепям регулятора напряжения подключен прибор для

измерения скважности импульсов, по показаниям которого определяют коэффициент затухания.

В качестве измерителя скважности импульсов регулятора напряжения могут быть использованы счетчик импульсов, подключаемый ко входу диодно-регене ративного нуль-органа 9, или вольтметр, нодключенный к выходу регулируемого источника 10 параллельно генератору импульсов или амперМетр, включен.ный в цепь унравляемого вентиля источника питания 10.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащее генератор им1пульсов, источник питания генератора, акустический датчик, детектор и

схему сравнения выходного сигнала с опорньш напряжением, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерений, в нем ко второму входу схемы сравнения, выполненной на диоднорегенеративном нуль-органе, подключен исТОЧН1ИК опорного напряжения, а выход соединен с регулируемым источником питапия, в управляющую цець которого включен измеритель скважности импульсов.