Ультразвуковой интерферометр для измерения плотности Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

1

Изобретение отнсюится к ультразвуковым измерениям и может быть испсшь эованр для исследования параметров жид костей.

Известно ультразвуковое устройство ддя измерения плотности, содержащее пьезопреобразоватеяь, измерительный и комленсащюнный каналы, генератор зощин рукшщх импульсов, усилитель и вычислительный блок .10

Недостатком этого устройства явля. егся низкая точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической супшост и достигаемому ,5 результату является ультразвуковой интерферометр для .измеровия imoTHocTHf содержащий последовательно соединенные блок настройки частоты, генератор зондирующих ямпутгьсов, излучающий и при- 20 емный пьезопреобразователи, усилитель и формирователь, блок вычитания и вычислительный блок, вход которого соединен с выходом блока вычитания С 2 .

Недостатком известного интерферометра является сложность устройства и аизкая точность намерения, связанные с тем, что в нем плотность определяют по сравнению амплитуды ультразвуковых волн, прошедших через контротшруемую и эталонную среды.

Цель изобретения - упрощение устройства и повыщение точности.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой интерферометр снабжев последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которой подклюдан к выходу усилителя, ключом, второй схемой запоминания, выход которой соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первой схемы запоминания и вторым входом вычислительного блока, а третий вход последнего соединен с выходом формирователя и вторым входом ключа.

На фяг. 1 показана блок-схема предлагаемого инт эферометра; из фнг. 2 эгаоры ишфяжеттй в paa ичныx его точках. Ультр/ювукоБой 1штерфероме р содержит посярдовательно соешшенные блок 1 насчройки хщсл-оты, генератор 2 зондирующих агшалов, излучающий 3 и приемный 4 пьезопреобразователи, установ- neinibie по TqpuaM измерительной ккмаеты 5, усилитель 6, схему 7 запоминания, ключ &, схему 9 запоминания, блок 10 вычаггания, вычислительный блок 11 js формирователь 12, вход KOTqporo сбедкнсн с выходом усзшитепя 6, а выход схемы 7 запоминания средизнсен со вторым входом блока id вычвгРвнЙй и треть им 1 ходом вычислительного блока 11. Угштрвзвуковой интерферометр работает следуюищм обраотал. Частота генератора 2 измш9еа ся под воздействием блока 1. В стогхбазкв иоспедуемой среды, находящемся между пьезопреобразовател5Ш1и 3 и 4 в вэовете 5, возникают акустические реэонансы каждый раз, когда по длине ккжеты располагается количество полувоян, различающееся не едннипу.. В моменты реэсвканса возрастает выходное напряжение приемного преобразователя 4, образуя резсхншюный дик. Если частота приближается к резонансной частоте преобрадователей f g (фег. 2), то резонансньхе пики возрастая, становятся v максимальными вбйизи частоты о , далее уменьшаются. Формирователь 12, формирует из усиленного усилзятелем 6сигнала преобразователем 4 имззуяьсы воэдействуютще на ключ 8. П едннй фронт имзггульсов совпадает с темя моментами времени, когда выхохвюе напряжение усзшителя 6 превьяшает некото рую эадднную велишну т.е. привязан к возрас1аюшей части резонансного кика. Одновременно величина очереднсвгчэ резонансного пика запсжошается первой схемой 7 эалшиянаиля, образуя наиряясеяие и . При приблзокении частоты к шему акустическому резонансу ямпут со от форвишрователя 12 замыкается кшоч 8 на время, необходимое jpie срабатыва1дая схемы 9 зшюминакия, Kortpjaaa, таким образом, запоминает вепичшу гфедыдушего пика U . Амплитуда же этого пика .запоминается схемой 7, а iqas jcgpaiближегаш частоты к сл уюшему пкку и схемой 9 и т.д. Ташасм образом, схем 7запомииа€ т величину (Ударедного шика, схема Г) - предыдущего. Разность напряженки и - У ли , вы-вдсл€янная Гллоком 10 вычитания в промежутке мезк вумя , равняется прирашегопо мплитуды резонансного пика. Вычислительный блок 11, вьшолненый в виде измерителя отношений постонных напряжений, запускается сигналом ормирователя 12 в промежутке между зжами. Разность нахфяЖений uU тем больше, &4 меньше полоса пропускания лР пьеопреобразователей и чем больше величиа Д{ . Полоса пропускания пьезопреобазователей Др прямо пропорциональна дельному акустическому сопротивлению С нагружающей их исследуемой среды, д€ - прямо пропорпиональна скорости ультразвука л в среде. Таким образом, олучаем соотношение где р - пяотяость среды; К - коэффициент щхяюретсрнальностя. Учитывая общеязвестное в инт эферометрии выражение дая cкqpocти С- , где - расстояние Между пьезопреобразоU- --lUp вателямя 3 и 4, имеем По этим псжааателям определяют искомую вещгчину. Изобретение более простое по вьшсож неншо и позволяет с более высокой точностью измерять плотность сред. Формула изобретения Ультразвуковой интерферометр для измерения плотности, сод зжащйй последовательно соединенные блок настройки частоты, генератор зондщзуюших импульсов, излучаюший и приемный пьезопреобразоватепи, усилитель и формирователь, блок вычитания и вычислительный блок, вход которого соединен с выходом блока иычитагаия, отличающийся тем, что, с делью упрощения устройства и повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которой подключен к выходу усилителя, клю-. чом, второй схемой запоминания, выход соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соогдинен с выходом первой схемы запоминанйя и втсрьгм входом вычислительного блока, а третасй вход последнего соеди5нен с выходом формирователя и вторым входом ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фие./ &45775 .6 1. Мэзон У. Физическая акустика, Мир, 1966, т. 1, ч. А, с. 334. 2. Авторское свидетельство СССР № 748240, кл. ОО1 N 29/ОО, 1978 5 .(протагшт).