Ультразвуковой виброметр Советский патент 1982 года по МПК G01H9/00 

(Б) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИБРОМЕТР

1

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения параметров вибраций объектов.

Известен ультразвуковой виброметр, содержащий два приемника, последовательно связанные генератор, излучатель, воздействующий на первый приемник и на вибрирующую поверхность, взаимодействующий с ней через упру- ,Q гую среду второй приемник, основной усилитель, детектор и регистратор, и частотный корректор, подключенный первым входом к вь1ходу генератора, а выходом - к его входу и вторым входом -,5 к первому приемнику 1.

Недостатком устройства является невысокая точность и узкий диапазон измерений из-за нестабильности фазы 2о в умножителях частоты.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что виброметр снабжен включенными между основным усилителем и детектором п, последовательно соединенными функциональными блоками, вторые входы которых соединены между собой и подключены к второму выходу генератора, а каждый функциональный блок включает умножитель, смеситель и усилитель.

На чертеже изображена блок- схема у л ь т раз ву ко во го ви б ромет ра.

Ультразвуковой виброметр содержит два приемника 1 и 2, последовательно связанные генератор 3, излучатель , воздействующий на первый приемник 1 и на вибрирующую поверхность 5, взаимодействующий с ней через упругую среду второй приемник 2, основной усилитель 6, детектор 7 и регистратор 8, частотный корректор 9, подключенный первым входом к выходу генератора 3, выходом к его входу и вторым входом к первому приемнику 1.

Виброметр снабжен п функциональными блоками (не обозначены), которые соединены последовательно и включены Между основным усилителем 6 и детектором 7« Вторые входы функциональных блоков соединены между собой и подключены ко второму выходу генератора 3 и второму входу детектора 7. Каждый функциональный блок включает умножитель 10, смеситель 11 и усилитель 12.

Виброметр работает следующим образом.

Сигнал с генератора 3 подается на излучатель k, излучающий ультразвуко вые колебания, которые проходят чере упругую среду к вибрирующей поверх-; ности 5 и затем ко второму приемнику 2, Частотный корректор 9 перестраивает частоту управляемого генерат ра 3 таким образом, чтобы между излучателем f и первым приемником 1 поддерживался постоянный фазовый сдвиг колебаний, чем устраняется зависимость измерений от параметров исследуемой среды.

Электрический сигнал со второго приемника проходит через основной усилитель 6 и поступает на вход первого из п последовательно связанных функционального блока в умножитель 1 частоты, где удваивается по частоте и поступает на один из входов смесителя 11, на второй вход которого подается сигнал с генератора 3. Сиг нал с выхода смесителя 11 поступает через усилитель 12 на умножитель второго из tj блоков и так далее. Коэффициент преобразования частоты, равный двум, выбран с учетом достижения минимальной ошибки измерения за счет фазовых погрешностей при преобразовании частоты.

Пройдя все п последовательно соединенные функциональные блоки, сигнал поступает на первый вход детектора 7, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 3Выходной сигнал с детектора 7 зависит от разности фаз входных сигналов, т.е. частота выходного сигнала детектора пропорциональна скорости перемещения вибрирующей поверхности 5, а так как длина волны ультразвуковых колебаний неизменна, то частота выходного сигнала детектора прямо пропорциональна скорости вибрации .

В качестве умножителя 10 частоты применяется двухполупериодный детектор, что позволяет получить фазовый сдвиг в умножителях 10, пропорционалный исходному фазовому сдвигу, обеспечивая тем самым наиболее высокую точность усиления частотно-фазовых сдвигов. В качестве регистратора 8 берется частотомерJ работающий в режиме измерения счета количества импульсов, что позволяет измерять величину смещения лоцируемого объекта

Измеряя разность частот между двумя мгновенными отсчетами времени, можно измерить величину ускорения объекта.

Формула изобретения

Ультразвуковой виброметр, содержащий два приемника, последовательно связанные генератор, излучатель, воздействующий на первый приемник и на вибрирующую поверхность, взаимодействующий с ней через упругую среду второй приемник, основной усилитель, детектор и регистратор, и частотный корректор, подключенный первым входом к выходу генератора, выходом к входу его и вторым входом к первому приемнику, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, он снабжен включенными между основным усигмтелем и детектором п, последовательно соединенными функциональными блоками, вторые входы которых соединены между собой и подключены к второму выходу генератора и второму входу детектора, а каждый функциональный блок включает умножитель, смеситель и усилитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2965368/28, кл. G 01 Н, 30.07.80 (прототип).