Устройство для одновременногоОпРЕдЕлЕНия СКОРОСТи РАСпРОСТРАНЕНиязВуКА B СРЕдЕ и СКОРОСТи дВижЕНияСРЕды Советский патент 1981 года по МПК G01P5/24 G01H5/00 

поставленная цель достигается тем, что в каждый измерительный канал введены генератор тактовых импульсов, цифровой измеритель задержки, сумматор, умножитель и делитель, во второй канал дополнительно введен инвертор кода, а устройство снаб жено генератором счетных импульсов, третьим умножителем и датчиком величины базы, причем выходы генератора , тактовых импульсов каждого канала со единены соответственно с входом гене ратора синусоидальных колебаний и первым входом цифрового измерителя задержки, второй вход которого подкл чен к лриемному преобразователю, а третий - к генератору счетных импуль сов , первый выход цифрового измерите ля задержки первого канала через сум матор, умножитель и делитель подключен к индикатору скорости распростра нения звука, второй выход - к суммат ру второго канала, первый выход цифрового измерителя задержки второго канала через инвертор кода, сумматор умножитель и делитель подключен к индикатору скорости движения среды, а второй - к сумматору первого канала, входы третьего умножителя подклю чены к третьим выходам цифровых измерителей задержки, а выходы - ко вторым входам делителей, кроме того, выходы датчика величины базы подключ ены ко вторым входам умножителей обоих каналов. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 принцип работы сумма-разностного канала. Устройство состоит из передакнцего акустического преобразователя 1, преобразующего электрическую энергию в звуковую, приемного преобразователя 2, преобразующего звуковую энергию в. электрическую, генератора 3 тактовых импульсов, модулированного генератора 4 синусоидальных колебаний, цифрового измерителя 5 задержки сигнала в канале суммы, цифрового измерителя 6 задержки сигнала в кана ле разности, генератора 7 счетных импульсов, цифрового умножителя 8 задержки, цифрового инвертора 9 кода задержки, сумматора 10 канала суммы, сумматора 11 канала разности, датчика 12 кода базы, умножителей 13 канала суммы и 14 канала разности, делителей 15 канала суммы и 16 канала разности, индикатора 17 скорости рас пространения звука в среде и индикатора 18 скорости движения среды, передающего канала 19 и цифрового измерительного устройства 20, Для пояснения принципа работы уст ройства показаны два взаимно параллельных противоположно направленных акустических канала АЛ и ВВ - преобразователи 1 и 2 с базой S (фиг;2) Из фиг.,2 видно, что на одной стороне базы д расположен передающий канал 19 с передакяцим акустическим преобразователем А акустического канала АА и приемный преобразователь В акустического канала ВВ, а на другой - приемный преобразователь А акустического канала АА и передающий канал 19 с передающим преобразователем В канала ВВ, Оба акустических канала подсоединены к цифровому измерительному устройству 20 и индикаторам 17 и 18, База S выбирается из условий несущей частоты, конструкции преобразователей и параметров среды, При движении среды со скоростью V параллельно акустическим каналам в одном канале, например ВВ , перенос излученного сигнала осуществляется со скоростью С + V., а в другом канале АА - со скоростью С - V. Сигнал с.тактовых генераторов 3 подается на модуляторы генераторов 4 синусоидальных импульсов, с которых радиоимпульсы поступают на преобразователи 1, Преобразованный в акустический сигнал импульс, прошедший через среду, принимается преобразователями 2 в суммарной и разностной величине, преобразуется ввидеоимпульс и подается на цифровые измерители 5 и 6 задержки сигнала и запирает их. Одновременно с подачей импульсов на модуляторы генераторов 4 эти же импульсы подаются и на запуск цифровых измерителей 5 и 6, Между запуском и запиранием цифровых измерителей 5 и б задержки сигнала на них поступают счетные импульсы с генератора 7 счетных импульсов. Время задержки сигнала в акустических каналах, преобразованное в цифровой код, с измерителя 5 подается на цифровой умножитель 8, сумматор 10 канала суммы и сумматор 11 канала разности, а с измерителя 6 - также на умножитель .8 и через инвертор 9 на сумматор 11 канала разности и сумматор 10 канала суммы. Умножитель 8 осуществляет перемножение кодов задержек и полученный результат увеличивает в 2 раза, С умножителя 8 полученный результат подается на делитель 15 канала суммы и делитель 16 канала разности, С сумматора 10 канала суммы код суммы подается на умножитель 13 канала суммы, где перемножается с постоянным кодом базы датчика 12, и полученный результат поступает на делитель 15 канала суммы, где полученный код делится На код умножителя 8, а результат есть скорость распространения звука в среде, которая индицируется цифровым индикатором 17, Таким образом, в канале суммы ре ализуется в цифровой форме математи ческие выражение бСУС-с) - л I V . I где С - скорость распространения звука в среде; S - база прибора; tp - задержка сигнала в канале разности; f с - задержка сигнала в канале суммы. с сумматора 11 канала разности код разности подается на умножитель 14 канала разности, где перемножает ся с постоянным кодом базы датчика 12, и полученный результат поступае на делитель 16 канала разности, где полученный в канале разности код делится на код умножителя 8, а результат есть скорость движения сред по отношению измерителя, которая индицируется цифровым индикатором 18 скорости движения среды. Таким образом, в канале разности реализуется в цифровой форме математическое выражение V -SCCp-tc) Л -Т /f т atp.t;, где V - скоростьдвижения среды. Предлагаемое устройство выполняе ся на общедоступной элементной баз не требует больших затрат и позволя ет одновременно получить данные ско рости распространения звука в среде и скорости движения среды по отйоше иию данного прибора с высокой степенью точности, причем степень точности зависит от выбранного количества разряда счетного устройства. Эти данные могУт быть использоваИы как для определения истинной скорости любой среды, так и скорости распространения сигнала в любой сре де и любых условиях. Формула изобретения Устройство для одновременного определения скорости распространени звука в среде и скорости движения среды, состоящее из двух акустических каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора синусоидальных колебаний, излучающего и приемного акустических преобразователей, измерительного канала и индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и точности определения измеряекых параметров, в кау1ууай измерительный канал введены генератор тактовых импульсов, цифровой измеритель задержки, сумматор, умножитель и делитель, во второЛ канал дополнительно введен инвертор кода, а устройство снабжено генератором счетных импульсов, третьим умножителем И датчиком величины базы, причем выхо1ДЫ генератора тактовых импульсов каждого канала соединены соответственно с входом генератора синусоидальных колебаний и первым входом цифрового измерителя задержки, второй вход которого подключен к приемно преобразователю, а третий - к генератору счетных импульсов, первый выход цифрового измерителя задержки первого канш1а через сумматор, умножитель и делитель подключен к индикатору сксфости распростраиения звука, второй выход - к сумматору второго канала, первый выход цифрового измерителя задержки второго канала через инвертор кода, сукматор, умножитель и делитель подключен к индикатору скорости движения Среды, а второй - к сумматору первого.канала, входы третьего умножителя подключены к третьим выходам цифровых измерителей задержки, а выходы - ко вторым входам делителей, кроме того, выходы датчика величины базы подключены ко вторым входам умножителей Обоих каналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W580498, кл. G 01 N 29/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР №569952, кл. G 01 F 1/66, 1976. 3.Патент США 3171096, кл. 340-5, 1965.

--/5

-И2

-и«