СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЫ Советский патент 1974 года по МПК G01N29/00 G01N29/08 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, ДЛЯ экспериментального определения основной характеристики дисперсионной акустической ЛИНИИ задержки - зависимости времени задержки от частоты составляющих сигнала.

Известны способы определения диснерсионной характеристики среды путем измерения времени задержки составляющих прошедшего через нее акустического сигнала, основанные на излучении в среду упругого импульса, приеме частотно-модулированного импульса, сложении выходного сигнала с вспомогательным электрическим гармоническим сигналом требуемой фазы, его визуализации с помощью осциллографа и измерения временного интервала на его экране.

Точность определения дисперсионной характеристики среды такими способами определяется зависимостью скорости распространения ВОЛН в среде от частоты. Чем сильнее эта зависимость, тем ниже точность способа.

Цель изобретения - увеличение точности измерения времени задержки.

Это достигается тем, что частоту суммарного сигнала изменяют на постоянную величину и умножают. Изменяя фазу вспомогательного сигнала, добиваются требуемого для регистрации минимума амплитуды преобразованного суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности.

На практике часто требуется определить дисперсионную характеристику среды на сравнительно высоких частотах. В этом случае нельзя сконструировать для измерений умножитель вследствие того, что значение частот сигнала после умножения недопустимо высоко.

Известно, что основным элементом умножителя частоты является ячейка, увеличивающая частоту в 2 раза, и для выполнения операции умножения необходимо соблюдение условия.

/в

/н

где /н и /в-соответственно низшая и высшая частоты в полосе частотного снектра сигнала, излучаемого в исследуемую среду. Так как ДЛЯ измерений необходимо использовать сигналы, имеющие конечную ширину частотного спектра, то умножение частоты затруднено, если величина отношения fn/fii близка к двум

Для устранения этого но предлагаемому способу частоту суммарного сигнала сначала изменяют на постоянную величину, а затем умножают. В нервом случае это изменение выражается в том, что частоту суммарного сигнала понижают, а во втором - повышают.

Иа фиг. 1 показана блок-схема устройства ДЛЯ осуществления способа.

Блок-схема содержит генератор 1, вырабатывающнй неременное напряжение частотой /,

соединенный с фазовращателем 2 и блоком 3,

формирующим прямоугольные импульсы с заполпепием, электроакустический преобразователь 4, излучающий упругий импульс в исследуемую среду 5, электроакустический приемник 6, принимающий упругий частотно-модулированный импульс, усилитель 7, усиливающий принятый сигнал, сумматор 8, с выхода которого Снимают напряжение суммарного сигнала, смеситель 9, изменяющий на постоянную величину частоту суммарного сигнала, подаваемого па его вход с выхода сумматора 8, генератор 10, вырабатывающий переменное напряжение, умножитель 11 частоты, электроннолучевой осциллограф 12, па вход которого подают напряжение суммарного сигнала с выхода умножителя 11. Развертка осциллографа запускается .короткими импульсами от блока 3 в момент излучения импульса в среДУ 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Регулировкой элементов сумматора 8 добиваются равенства амплитуд переменных папряжений, подаваемых с выхода усилителя 7 и выхода фазовращателя 2 на сумматор 8. С помощью смесителя 9 уменьшают или увеличивают частоту суммарного сигнала па постоянную величину, затем умножают его частоту умножителем 11. Напряжение суммарного сигнала с выхода умножителя подают на вход осциллографа 12.

С помощью фазовращателя 2 добиваются появления на экране осциллографа нуля или минимума амплитуды огибающей суммарного сигнала. Форма сигнала на экране осциллографа в этом случае подоб11а графику, изображе П10му на фиг. 2. Время задержки лля частоты / находят по положению пуля или минимума амплитуды огибающей и по калибровапной скорости развертки осциллографа 12, причем время задержки определяют по нулю или минимуму амплитуды суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности. Изменяя частоту генератора 1 и повторяя описанные операции, находят времена задержки для других частот в исследуемом дианазоне, определяя таким образом дисперсионную характеристику среды.

Предмет изобретения

Способ определения дисперсионной характеристики среды путем измерения времени задержки составляющих прошедшего через нее акустического сигнала, основанный на излучеПИИ в среду упругого импульса, приеме частотно-модулированного импульса, сложении выходного сигнала с вспомогательным электрическим гармоническим сигналом требуемой фазы, его визуализации с помощью осциллографа и измерении временного интервала на его экране, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения времени задержки, частоту суммарного сигнала изменяют на постоянную величину и умножают,

после чего, изменяя фазу вспомогательного сигнала, добиваются требуемого для регистрации минимума амплитуды преобразованного суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности.