Способ измерения коэффициента поглощения акустического сигнала Советский патент 1974 года по МПК G01N29/00 G01N9/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения коэффициента поглощения акустического импульса в исследуемом веществе. Изобретение может быть применено в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ определения коэффициента поглощения акустического сигнала путем сравнения амплитуд двух импульсов, прощедших акустические пути разной длины от передающего преобразователя к двум приемным преобразователям и преобразованных в периодическую последовательность двух сдвинутых во времени импульсов. Величину коэффициента поглощения определяют по результатам измерения последующим расчетом.

Однако необходимость предварительного измерения амплитуд для вычисления коэффициента поглощения усложняет процесс.

Цель изобретения - автоматизировать процесс измерения коэффициента поглощения акустического сигнала.

Это достигается тем, что импульсы, снимаемые с приемных преобразователей, преобразуют в постоянные напряжения, равные пиковым значениям амплитуд импульсов, сравнивают эти напряжения с эталонным экспоненциально изменяющимся напряжением, причем Б момент равенства экспоненциального напря2

жения каждому из постоянных напряжений вырабатываются короткие импульсы, временной интервал между которыми пропорционален коэффициенту поглощения акустического сигнала в исследуемом веществе.

На фиг. 1 изображена функциональная схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - принцип преобразования соотношения между амплитудами двух импульсов, прощедших разные длины акустического пути от передающего преобразователя к двум приемным преобразователям, в периодическую последовательность двух сдвинутых во времени импульсов.

Устройство работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов, которые поступают на передающий преобразователь 2, где преобразуются в механические колебания, распространяющиеся в исследуемом веществе 3.

При помощи приемных преобразователей 4 и 5 происходит преобразование энергии упругих колебаний в электрические импульсы, которые после усиления усилителями 6 и 7 поступают па пиковые детекторы 8 и 9. Постоянные напряжения с выхода пиковых детекторов, равные пиковым значениям амплитуд импульсов на выходе усилителей 6 и 7, подаются па два входа схемы совпадения 10. На третий зход схемы совпадения подается экспоненциально изменяющееся эталонное напряжение с генератора 11 экспоненциального напряжения. В момент равенства экспоненциального и каждого из постоянных напряжений схема совпадения 10 вырабатывает короткие импульсы, временной интервал между которыми пропорционален коэффициенту поглощения акустического импульса в исследуемом веществе. Величину временного интервала можно измерять при помощи любого стандартного измерителя временных интервалов 12. Напряжение на выходе генератора 11 экспоненциально изменяющегося напряжения можно записать в виде - ист е ) где t/,cT. - напряжение зарядного источника; т - постоянная времени зарядно-разрядной цепочки RC. Напряжения /- и Uz могут быть записаны соответственно. « MI Ае-- и «2 Ае-, где Л - коёффициент пропорционально - I п L - расстояния между приемным и передающим преобразователями 4 и 5 соответственно; а - коэффициент поглощения. при , е - и, А.г-, т - п и, t/ист е - «, Ке- При t Г, т. е. Логарифмируя выражения (1) и (2), получаем:In А- а/ In (Уист - In -- пА .-L Вычитая из выражения (3) выражение (4) и обозначив Т2-Ti через Т, имеем: -() - const, то а const т. Так как T(L-e) т. е. коэффициент поглощения пронорционален временному интервалу между импульсами, вырабатываемыми в моменты времени TI и Tg. Таким образом, описанное амплитудно-временное преобразование упрощает и автоматизирует процесс измерения а, не требуя применения ни логарифмических усилителей, ни предельных аттенюаторов. Кроме того, такое преобразование облегчает применение ЭВМ для измерения коэффициента поглощения. Предмет изобретения Способ измерения коэффициента поглощения акустического сигнала в исследуемом веществе путем сравнения амплитуд двух импульсов, прошедших разные длины акустического пути от передающего преобразователя к двум приемным преобразователям и преобразованных в периодическую последовательность двух сдвинутых во времени импульсов, отличающийся тем, что, с целью автоматпзации процесса измерения коэффициента поглощения акустического сигнала, импульсы, снимаемые с приемных преобразователей, преобразуют в постоянные напряжения, равные пиковым значениям амплитуд импульсов, сравнивают эти напряжения с эталонным экспоненциально изменяющимся напряжением, причем в момент равенства экспоненциального напряжения каждому из ностоянных напряжений вырабатываются короткие импульсы, временной интервал между которыми цронорционален коэффициенту поглощения акустического сигнала в исследуемом веществе.