Измеритель скорости звука в жидкостях Советский патент 1978 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретенне относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для замера скорости звука в жидких срецах.

Известен измеритель скорости звука в жидкости, содержащий излучающий и приемный преобразователи усклктели сигналов, смесители, генераторы задающей и гетеродинной частот, электромеханический фазомет и связанный с ним преобразователь валцифра l .

Недостатками этого устройства являются нелинейная зависимость сдвига фазы от скорости звука и необходимость использования специального преобразователя вал-цифра,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данному изобретению является измеритель скорости звука в жидкостях, содержащий последовательно соединенные приемный пьезопреобразователь, усилитель, аттенюатрр, перёстраиваем)гю линию задержки избирательный фильтр и излучакхций преобразователь, связанные между собой амплитудный дискриминатор и

детектор, вь1ход которого подключен к второму выходу усилителя, и регистратор, соединенный с вторым выходом избирательного фильтра 2 .

Недостаткакги известного устройства является недостаточный динамический диапазон измерения скорости звука и сложность конструкции.

Целью изобретения является увеличение динамического диапазона измерения и упрощения конструкции.

Указанная цель достигается тем, что измеритель скорости звука в жидкости снабжен последовательно соединенными генератором задаюшей частоты и ключевьтм кacкaдo, выхйд которого подключен к усилителю, а вь(ход последнего связан с излучающим преобразователем и регистратором.

На фиг, 1 показана блок-схема измерителя скорости звука в жидкостях иа фкг, 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 .щей частоты. клк чевой каскад 2, усилитель 3 и регистратор 4, излучающий 5 и приемный 6 пьезопреобразователи, подключенные соответственно к выходу и вхоцу усилителя 3, Устройство работает следующим об-. разом. В замкнутой системе, которая состоит из усилителя 3 и цепи обратной связи, вкл чающей в себя исследуемую жидкость и пье зопреобразователи 5 и 6, возникают колеба ния при вьяолнении следующих условий: 1.Баланс амплитуд с, ( где К,,,.- модуль коэф4ициента передачи усилителя; модуль коэффициента передачи цепи обратной связи. 2.Баланс фаз + дЧ «21Ск. где 3 - расстояние между преобразоват лями} Л - длина Зыковой волны в жидкос uf - набег фазы сигнала в усилителе и преобразователях; целое число (О, 1, 2,,.). К Выражение (2) можно представить в ви г, alt а i гчск + д

где i - частота автоколебаний}

С - скорость звука в жидкости. Из выражения (3) видно, что если AH не зависит от частоты, то частота автоколе баний находится в линейной зависимости от скорости звука. Для выполнения этого уелоВИЯ усилитель 3 аояясен бить широкополосны а резонансные частоты яьезопреобразовател ей 5 и 6 должны быть ниже или выше частоты автоколебаний. Кроме того, для ум.еньшега1Я влияния Д на частоту f параметр К , стределяк ший кратность 2 Я набега фазы в цепи обратной связи, веобхоцимо брать как можно большим-. I При выиолвении этих условий выражение (3) можно записать: экв

Формула изобретения

Измеритель скорости звука в жидкостях, содержащий последовательно соединенные где Из выражений (З) и (4) видно, что в системе могут возникнуть колебания кратных между собой частот при неизменной скорости зву- ка(см, фиг. 2, где f , f , i - возможные резонансные частоты в системе). Для исключения неоднозначности отсчета режим возбуждения замкнутой системы выбирают жестким. При этом крутизна.усиления усилителя 3 для слабых сигналов выбирается малой, .а для сильных - большой. Возбуждение на наружной частоте , (см. фиг. 2) осуществляется с помощью генератора 1 задающей частоты, подключаемого через ключевой каскад 2 на короткий промежуток времени к входу усилителя 3. После отключения генератора 1 в замкнутой системе устанавливаются колебания, соответствующие измеряемой скорости звуки, наиболее близкие к частоте „ (т.е. лежащие в циапа 1 1зоне Дт ). Регистрация частоты колебаний производится с помошвю регистратора 4, подключенного к выходу усилителя 3. приемный пьезопреобразователь и усилитель, излучающий пьезопреобразователь и регистратор, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона измерения и упрощения конструкции, он снабжен пбследовательно соединенными генератором задающей частоты и ключевым каскадом, выход которого подключен к усилителю, а выход послейнего связан с излучающим пьезопреобразователем и регистратором. Источники, и иормации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 287433, кл. G 01 Н 5/ОО, 1967. 2,Авторское свидетельство СССР № 287433, кл. Q Ol N 5/00, 1972.