Устройство для измерения скорости ультразвука Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано для автоматического измерения скорости распространения ультразвука в жидких, твердых и газообразных средах.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука в средах, содержащие стартовый генератор, генератор зондирующих имнульсов, приемно-иередающий преобразователь, усилитель, селектор, формирователь, частотомер, ключевой каскад и генератор стробирующих импульсов .

Недостатком его является низкая точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь, усилитель, линию задержки, генератор стробирующих импульсов и каскад совпадения, второй вход которого через временной селектор подключен к выходу генератора зондирующих импульсов 2.

Недостатком его является низкая точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Для этого предлагаемое устройство снабжено стартовым генератором, схемой сборки, включенной между выходом стартового генератора и входом генератора зонднрующих имнульсов, каскадом «запрет, первый вход которого подключен к выходу каскада совпадения непосредственно, второй вход- через счетчик импульсов, а выход - к входу схемы сборки, дополнительным каскадом совпадения, первый вход которого подключен к выходу каскада совпадения,второй вход - к выходу счетчика, второй вход которого соединен с выходом стартового генератора, измерителем временного интервала, включенным между выходами стартового генератора и дополнительным каскадом совпадения, и усилителем-ограничителем, включенным между третьим входом каскада совпадения и вторым выходом

усилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные эпюры, поясняющие работу схемы. Устройство содержит последовательно

соединенные стартовый генератор 1, схему 2 сборки, генератор зондирующих импульсов 3, приемно-передающий преобразователь 4, усилитель 5, линию задержки, генератор 7 стробирующих импульсов, каскад

8 Совпадения, второй вход которого через временной селектор 9 подключен к выходу генератора 3, счетчик 10 и каскад И «запрет, первый вход которого подключен к выходу каскада 8 совпадения, а выход - к входу схемы 2 сборки. К выходу каскада 8 совпадения подключен также каскад 12 совпадения, второй вход которого соединен с выходом счетчика 10, вход которого подключен к выходу стартового генератора.

Между выходами стартового генератора 1 и каскадом 12 совпадения включен измеритель 13 временного интервала. Между третьим входом каскада 8 совпадения и вторым выходом усилителя 5 включен усилитель-ограничитель 14.

Временной селектор 9 выполнен в виде триггера 9-1, одним входом подключенного к выходу генератора 3 непосредственно, а другим - через линию 9-2 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Стартовый генератор 1 импульсов 15 (см. фиг. 2) через схему 2 сборки запускает генератор 3 зондирующих импульсов, который возбуждает присмно-передающий преобразователь 4 и запускает временной селектор 9.

Одновременно стартовый генератор 1 импульсов 15 сбрасывает счетчик 10 в исходное состояние 16 и запускает измеритель 13 временного интервала, который начинает дискретный отсчет временного интервала 17, 18. Ультразвуковой сигнал после приемника поступает на усилитель 5. С выхода усилителя сигнал 19 подается через линию 6 задерлжи на генератор 7 стробирующих импульсов. Сформированные стробирующие импульсы подаются на первый вход каскада 8 совпадения, на второй вход которого поступает сигнал с триггера 9-1, обеспечивающий блокировку каскада 8 совпадения от воздействия электромагнитных и реверберационных помех на величину, равную времени задержки импульса 20 в линию 9-2 задержки. На третий вход каскада 8 совпадения поступает сигнал 21 с усилителя-ограничителя 14.

По наиболее крутому фронту сигнала 21 посредством стробирующего напряжения 22 и селектирующего напряжения 23 каскад 8 совпадения формирует на выходе импульс 24, поступающий через каскад 11 «запрет, схему 2 сборки на запуск генератора 3 зондирующих импульсов. Процесс автоциркуляции продолжается.

Одновременно импульсы 24 с выхода каскада 8 совпадения подаются на вход

каскада 12 совпадения и на вход счетчика 10, закрывающий «-импульсом каскад 11 «запрет и открывающий каскад 12 совпадения 16. Импульс л+1 каскада 8 совпадения не пропускается каскадом «запрет, и режим автоциркуляции прекращается, а пропускается каскадом 12 совпадения к входу измерителя 13 временного интервала, который отсчитывает временной интервал, пропорциональный скорости распространения ультразвука. Временной интервал, в течение которого прекращена автоциркуляция и существует пауза, отводится на затухание появившейся реверберационной

помехи, что обеспечивает высокую стабильность работы.

Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет подавления реверберационных помех, возникающих в акустически исследуемой среде.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно

соединенные генератор зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь, усилитель, линию задержки, генератор стробирующих импульсов и каскад совпадения, второй вход которого через

временной селектор подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено стартовым генератором, схемой сборки, включенной между выходом стартового генератора и входом генератора зондирующих импульсов, каскадом «запрет, первый вход которого подключен к выходу каскада совпадения непосредственно, второй вход - через

счетчик импульсов, а выход - к входу схемы сборки, дополнительным каскадом совпадения, первый вход которого подключен к выходу каскада совпадения, второй вход - к выходу счетчика, второй вход которого соединен с выходом стартового генератора, измерителем временного интервала, включенным между выходами стартового генератора и дополнительным каскадом совпадения, и усилителем-ограничителем, включенным между третьим входом каскада совпадения и вторым выходом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 461362, кл. G 01N 29/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 480975, кл. G 01N 29/04, 1971.

i il i, . ц .

UUlJULi

u

Ш

JuJ

iiilJ

Uu

,

t,t tz

t.tj ij

27

I

in

фиг.З