Устройство для измерения коэф-фициЕНТА зАТуХАНия АКуСТичЕСКиХ KO-лЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к акустическим измерениям параметров среды.

Известно устройство для измерения коэф;фициента затухания акустических колебаний 1, содержащее генераторы зондирующих импульсов, подключенные к излучателям, датчики, соединенные с усилителями, и инии задержки.

Однако это устройство имеет недостатки: необходимо регулировать степень прижатия датчиков; входной сигнал значительно усиливается, при этом усиливаются и шумы; измерить амплитудные значения достаточно точно, при высоком шумовом уровне, невозможно; отсутствует возможность автоматизации процесса измерения.

Наиболее близким по технической суш,ности к описываемому является устройство для измерения коэффициента затухания 2J, содержаш.ее блок управления, генератор зондируюш,их импульсов, соединенный с излучателями, датчики, соединенные с усилителями.

Недостатком этого устройства также явля.ется невозможность измерить достаточно точно амплитудные значения при высоком шумовом уровне. Это существенно влияет на точность измерения.

Отсутствует возможность автоматизации процесса измерения.

Цель предлагаемого изобретения - повысить точность измерения и автоматизировать процесс измерения.

Для достижения поставленной цели устройство снабжено двумя одинаковыми каналами, состоящими из последовательно подключенных интегратора, аналогового ключа, первой ячейки памяти и блока логарифмирования, а также двумя сумматорами, второй ячейкой памяти и блоком измерения напряж.ения, причем входы каналов подключены к выходам усилителей, а выходы - ко входам первого сумматора, его выход через аналоговый ключ подключен ко второй ячейке памяти, а непосредственно - к одному из входов второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второй ячейки памяти; выход второго сумматора подключен к блоку измер.ения напряжения. При этом все аналоговые ключи подключены к блоку управления.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики 1, 2 и излучатели 3 и 4, которые через генераторы зондирующих импульсов 5 и 6 подключены к блоку управления 7. Датчики 1 и 2 подключены через усилители 8 и 9, аналоговые ключи 10 и 11, интеграторы 12 и 13, первые ячейки памяти 14 и 15 и логарифматоры 16 и 17 к входам первого сумматора 18. Выход первого сумматора соединен через аналоговый ключ 19 и вторую ячейку памяти 20 с одним входом второго сумматора 21 и непосредственно - со вторым его входом. Блок измерения напряжения 22 подключен к выходу второго сумматора. Аналоговые ключи 10, И и 19 подключены к блоку управления 7. Устройство работает следующим образом, Блок управления 7 запускает один из генераторов зондирующих импульсов, и таким образом осуществляется встречное прозвучивание. При запуске генератора 5 излучатель 3 возбуждает в исследуемом материале акустические колебания. Колебания достигают датчика 1, возбуждая в нем электрические колебания, пропорциональные величине акустических колебаний. Электрические колебания через усилитель 8 и аналоговый ключ 10, который выделяет из сигнала первую полуволну, поступают на интегратор 12. На выходе интегратора появляется уровень напряжения, пропорциональный площади импульса первой полуволны, который запоминается на первой ячейке памяти 14 и логарифмируется на логарифматоре 16. Акустические колебания, миновав расстояние /, возбуждают в датчике 2 электрические колебания, но уже меньщей амплитуды, так как в материале происходит затухание акустических колебаний. Далее преобразование сигнала происходит как описано выше. После этого генератором 6 возбуждается излучатель 4, и процесс повторяется, как описано выше. Определение коэффициента затухания акустич.еских колебаний происходит по выражению:1п. 118г S.,11 Х(1п5,-1п5, + 1п5,-1п50, (1) где Si и Sa - площади первой полуволны сигнала с датчиков 1 и 2, при возбуждении излучателя 3; 5з и S4 - площади первой полуволны сигнала с датчика 2 и датчика 1 при возбуждении излучателя 4. На первом сумматоре 18 получают разность In 5i - In S2. Эту разность запоминают на второй ячейке памяти 20, после чего аналоговый ключ 19 отключает вторую ячейку памяти.;.. На выходе п.ервого сумматора 18 полу чают разность In 5з - In 54., Второй сумматор 21 складывает обе полученные разности и учитывает коэффициент . Выходное напряжение второго сумм атора, которое измеряется вольтметром, равно выражению (1), и таким образом измеряется коэффициент затухания акусти ёеских колебаний.;; Это устройство позволяет автоматизировать процесс измерения и увеличить точность измерений в 2-3 раза. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента затухания акустических колебаний, содержащее блок управления, подключенный к генераторам зондирующих импульсов, которые соединены с излучателями, и датчики, соединенные с усилителями, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений и автоматизации процесса, .оно снабжено двумя одинаковыми каналами, состоящими из последовательно подключенных интегратора, аналогового ключа, первой ячейки памяти и блока логарифмирования, а также двумя сумматорами, второй ячейкой памяти и блоком измерения напрЯжения, причем входы каналов подключены к выходам усилителей, а выходы - к входам первого сумматора, его выход через аналоговый ключ подключен ко второй ячейке памяти, а непосредственно - к одному из входов второго сумматора, второй вход которОГО подключен к выходу второй ячейки памяти, выход второго сумматора подключен к блоку измерения напряжения, при этом все аналоговые ключи подключены к блоку управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 438443, кл. В 06В 1/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 333461, кл. G 01N 29/00, 1972 (прототип).