Цифровой ультразвуковой интерферометр Советский патент 1974 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к улыгразвукоБОй измерительной технике и может быть использовано для экспресс-анализа физико-химических свойств вещества.

Известен цифровой ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакустически последовательно соединенные диапазонный генератор, измерительную камеру с пьезоизлучателеы и пьезоприемником, тракт усиления и формирования сигнала пьезоприемника, блок настройки и управления, который соединен с диапазонным генератором и электронносчетным частотомером, содержащим делители частоты и меток времени.

Недостаток известного устройства состоит ъ том, что он обеспечивает однозначное измерение скорости ультразвука в ограниченном диапазоне, который согласован с диапазоном генератора и длиной камеры таким образом, чтобы обеспечивалось наличие между пьезоизлуча|Телем и пьезоприемником заданного

1 числа полуволн ультразвука. При измерении значений скорости ультразвука, находящихся за пределами указанного диапазона9 появляется 5 неоднозначность показаний интерферометра. Таким образом, правильный выбор диапазона измерения возможен лишь при исследовании веществ, для которых приблизительно известно

0 значение скорости ультразвука.

Для расширения диапазона измерения скорости ультразвука предлагаемый интерферометр снабжен дополнительным делителем частоты с переменным коэффициентом- деления, включенным между дежтелем частоты и входом ча стотомера, а также дополнительным блоком, состоящим из последовательно соединенных измерителя девиации час.тоты и дискретного измерителя отношений двух напряже« НИИ, при этом вход дополнительного блока подключен к выходу диапазонного генератора, а выход - к входу

5 переключения коэффициента деления Дополнительного делителя На чертеже показана блок-схема описываемого интерферометра. Выход диапазонного генератора подключен к пьезоизлучателю 2 каме ры 3 интерферометра, Пьезоприемник 4 подключен к входу тракта 5 усиле Hi-ш и формирования, выход которого соединен с блоком 6 управления и настройки. Генератор I также соеди нен со входом делителя 7 частоты и с входом измерителя 8 девиации, выход которого соединен с входом дискретного измерителя 9 отношения напряжений, выход которого подключен к входу переключения . коэфсоициента деления допожительногоделителя 10 частоты, к друго му входу которого подключен выход делителя 7 частоты, К частотомеру II подключены выходы дополнительного делителя 10, блока б, а также делитель 12 меток времени. Выходы блока б соединены с генерато ром I и измерителем 9, Интерферометр работает следующим образом, В исходном состоянии генератор I вырабатывает высокочастотное напряжение, которое преобразуется пьезоизлучателем 2 в ультразвуковые волны, распространяющиеся в исследуемой среде, находящейся в камере 3, Ультразву ковая волна в пьезоприемнике 4 частично преобразуется в высокочастотное напряжение, которое по дается на вход тракта усиления и формирования, С началом измерения частота генератора I от сигнала, подаваемого с блока б, увеличивается и достигает значения, соответствующего акустическому резонансу в камере 3, В момент резонанса, , в момент экстремального значения напряжения на выходе пьезоприемника 4, тракт 5 усиления и формирования вырабатывает сигнал, воздействующий на блок б. По сигналу с блока б в этот момен начинается перестройка частоты генератора в сторону уменьшения, Частота генератора I уменьшается до возникновения в камере 3 акустического резонанса с частотой, меньшей ее исходного значения, В этот момент частота генератора I опять увеличивается. В результате частота генератора I качается между двумя соседними резонансами камеры 3, что приводит к появлению сигнала на выходе измерителя 8 девиации частоты. По сигналу с блока правления и настройки запускаетя дискретный-измеритель 9, осуествляющий деление опорного наряжения, значение которого одно-. начно связано с исходной частотой енератора I-, на выходное напряжеие измерителя девиации частоты, В езультате показания измерителя тношения равны округленному значеию (до ближайшего меньщего целого числа) отношения исходного значения частоты генератора I к интервалу частот между соседними акустическими резонансами, т,е, числу полуволн ультразвука в камере 2 при более низкочастотном из двух используемых акустических резонансов. Сигналом с измерителя отношения устанавливается коэффициент делания дополнительного делителя 10 частоты, равный числу полуволн ультразвука. На этом процесс переключения поддиапазона измерения скорости .ультразвука заканчивается. По сигналу с блока управления генератор I перестраивается на частоту более низкочастотного резонанса и запускается электронносчетный частотомер II, сигнал на выходе которого с учетом коэффициентов деления делителей 7 и 10 частоты и делителя 12 меток времени однозначно связан со значением измеряемой скорости ультразвука в среде. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Цифровой ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакустически последовательно соединенные диапазонный генератор, измерительную камеру с пьезоиз.лучателем и пьезоприемником, тракт усиления и формирования сигнала пьезоприемника, блок настройки и управления, который соединен с диапазонным генератором и электронносчетным частотомером, содержащим делители частоты и меток времени, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения скорости ультразвука, он снабжен дополнительным- делителем частоты с переменным коэффициентом деления, включенным между делителем частоты и входом частотомера, и. дополнительным блоком, состоящим из последовательно соединенных измерителя девиации частоты и дискретного измерителя от5б

ношений двух напряжений, при этоы тора, а выход - к входу переключевход дополнительного блока подклю- ния коэффициента деления дополничен к выходу диапазонного генера- тельного делителя.

446825