Устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний Советский патент 1978 года по МПК G01S11/00 

тудного дискриминатора, пороговый гзход которого подключен к выходу схемы памяти, введен селектор k-ro импульса (k 2, 3, .., т), счетный вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизапии подключен к выходу генератора, выход соединен со входом отсчета измерителя временного интервала, а сигнальный вход амплитудного дискриминатора подключен к выходу приемника ультразвуковых колебаний.

Такое выполнение устройства обеспечивает измерение времени распространения ультразвуковых колебаний по моменту прихода k-ro импульса последовательности, уровень дискриминации для которого пропорционален амплитуде первого импульса этой же последовательности. Вследствие этого амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не приводят к появлению динамической ошибки формирования порога срабатывания дискриминатора, результатом чего является повышение точности измерений времени распространения ультразвуковых колебаний.

На чертеже представлепа фупкциональная схема устройства для измерения времени распространершя ультразвуковых колебаний.

Устройство содержит передающий тракт, состоящий из последовательно соединенных генератора / и излучателя 2, и приемный тракт, состоящий из последовательно включеиных приемника 3 ультразвуковых колебаний, селектора 4 первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы 5 памяти, а также амплитудного дискриминатора 6, селектора 7 k-ro имп)льса (k 2, 3 . . . , т), и измерителя 8 временного интервала. Пороговый вход 9 амплитудного дискриминатора 6 подключен к выходу схемы 5 памяти, сигнальный вход 10 - к выходу приемника 3 ультразвуковых колебаний, а выход соединен со счетным входом 11 селектора 7 -го импульса. Вход 12 синхронизации селектора -го импульса подключен к выходу генератора /, а выход соединен с входом 13 отсчета измерителя 8 временного интервала, вход 14 сброса которого подключен к выходу генератора /.

Работает устройство следующим образом.

С помощью излучателя 2 в среду излучаются последовательности ультразвуковых колебаний, которые, достигнув приемника 3 ультразвз-ковых колебаний, преобразуются в электрические сигналы. Селектор 4 выделяет из последовательности сигналов первый полупериод, а схема 5 памяти формирует постоянное напряжение, определяющее порог срабатывания амплитз дного дискриминатора 6, которое пропорционально амплитзде первого полупериода. Амплитудный дискриминатор 6 формирует из последовательностей синусоидальных колебаний

последовательности прямоугольных импульсов, которые поступают на счетный вход 11 селектора 7 k-ro .импульса. С помощью измерителя 8 времеиного интервала определяется временный интервал между поступлеиие.м сигнала на вход 14 сброса с генератора / и -го импульса на вход 13 отсчета. Систематическая ошибка измерения времени распространения ультразвуковых

колебаний, вызванная отсчетом по /г-му импульсу может быть учтена, если известна частота принимаемых колебаний и номер импульса, по которому производится отсчет.

Поскольку к моменту прихода -го импульса каждой последовательности порог срабатывания амплитудного дискриминатора 6 уже сформирован схе.мой 5 памяти пропорционально амплитуде первого полупериода этой же последовательности, то амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не приводят к возникновению динамической ошибки формирования порога срабатывания амплитудного дискриминатора 6.

Таким образом, устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний позволяет повысить точность измерений при амплитудных флуктуациях сигналов. С его помощью можно с высокой точностью производить измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний, расстояний в средах с переменным коэффициентом затухания акустических волн, эхолокацию преград с переменным коэффициентом отражения ультразвука, а также эхолокацию быстродвижущихся объектов.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний,

содержащее передающий тракт, состоящий из последовательно соединенных генератора и излучателя, и приегугный тракт, состоящий из последовательно включенных приемника зльтразвуковых колебаний, селектора первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы памяти, а также измерителя временного интервала, вход сброса которого соединен с выходом генератора, и амплитздного дискриминатора, пороговый

вход которого подключен к выходу схемы памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при амплитудных флуктзациях сигналов, в него введен селектор k-ro импульса (/fe 2, 3, .. . ,

т, счетный вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизации подключен к выходу генератора, выход соединен с входом отсчета измерителя временного интервала, а сигнальный вход амплитздного дискриминатора подключен к выходу приемника ультразвуковых колебаний. Источники информании, нринятые во внимание при экспертизе: L1VI .J-IJt i - -- 1. Горбатов А. А., Рудашевский Г. Е. Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде. Л1., «Энергия, 1973, с. 111-115, 118-120, 126-128, 130-132, 134-139. 2. Авторское свидетельство СССР i Л 402734, кл. G 01 В 17/00, 19/1.