Устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти приме.некие при определении свойств газов, жидкостей и твердых тел.

Известно устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащее электроакустически последовательно соединенные излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, усилитель, амплитудный детектор и аттенюатор, образующие замкнутую цепь, а также амплитудный дискриминатор и частотомер 1.

Такое устройство не обеспечивает достаточной точности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической су,ти является устройство для измерения скорости и коэффициента затухания ультразвука, содержащее последовательно соединенные излучатель, усилитель, аттенюатор/ избирательный фильтр, приемник ультразвуковых колебаний, а также подключенный к усилителю амплитудный детектор с дискриминатором и частотомер, подключенный к избирательному фильтру 2..

Недостаток известного устройства состоит в НИЗКОЙ: точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены фазовый дискриминатор и преобразователь сигнала, причем 4)азовый дискриминатор своими входами подключен к излучателю и приемнику, а выходами - через преобразователь сигнала к регулируе10мому элементу избирательного фильтра.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит исследуемую среду 1, электроакустически последо15вательно соединенные излучатель 2 и приемник 3 ультразвуковых колебаний, усилитель 4, аттенюатор 5, избирательный фильтр 6, образующие замкнутую цепь. К выходу усилителя 4 под20ключен амплитудный детектор 7, связанный с амплитудным дискриминатором 8. Ч-астотомер 9 включен на выходе избирательного фильтра 6. Фазовый дискриминатор 10 подключен

25 к излучателю 2 и приемнику 3 ультразвуковых колебаний. К выходу фазового дискриминатора Ю подключен преобразователь 11, преобразующий выходной сигнал фазового дискримина30тора 10 в сигнал, пропорциональный

параметру изменения частотной характеристики избирательного фильтра б, например, в случае применения в качестве избирательного фильтра 6 коле- бательного контура, напряжение с выхода фазового дискриминатора 10 подается на сетку реактивной лампы (преобразователь 11) включенной параллельно колебательному контуру (избирательный фильтр 6,) вследствие чего реактивное сопротивление лампы и частота колебаний контура изменяют ся.

Устройство работает следующим образом.

В замкнутой цепи, содержащей усилитель. 4 и электроакустическую цепь обратной связи, возникают синусоидальные колебания определенной частоты, при. которой на протяжении исследуемой среды укладывается целое число периодов ультразвуковых колебаний. Если же при прохождении акустического сигнала через исследуюмую среду 1 возникает сдвиг фазы, то фазовый дискриминатор 10 подает через преобразователь 11 на избирательный фильтр 6 такой сигнал управления, при котором частотная характеристика избирательного фильтра 6 изменяется настолько, насколько это необходимо для такого изменения рабочей частоты ультразвука, при котором акустические колебания на исследуемой среде 1 вновь укладываются целое число раз.

Этот момент фиксируют амплитудным дискриминатором 8 по максимуму сигнала. Аттенюатором 5 устанавливают заданную постоянную,амплитуду сигнала. Коэффициент затухания ультразвука определяет величину ослабления сигнала

в аттенюаторе 5, шкала которого проградуирована в соответствующих единицах измерения затухания. Частота автоколебаний является функцией скорости ультразвука и измеряется частотомером 9.

Конструкция устройства полностью исключает погрешность измерения, вызываемую неконтролируемым сдвигом фаз акустических колебаний на исследуемой среде 1 из-за временной и температурной нестабильности элементов устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости 5 и коэффициента затухания ультразвука, содержащее последовательно соединенные излучатель,усилитель,аттенюатор, избирательный фильтр, приемник ультразвуковых колебаний, а также подключенный к усилителю.амдлитудный детектор с дискриминатором частотомер, подключенный к избирательному фильтру, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фазовый дискриминатор и преобразователь сигнала, причем фазовый дискриминатор своими входами подключен к излучателю и приемнику, а выходами - через преобразователь сигнала к регулируемому элементу избирательного фильтра.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1.Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. М., Энергия, 1968, с. 83-92.

2.Авторское свидетельство СССР 437008, кл. G 01 N 29/00, 1972 (прототип).