Измеритель скорости звука Советский патент 1982 года по МПК G01H5/00 

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА

1

Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких, твердых и газообразных средах.

Известен измеритель сокрости звука, содержащий акустический преобразователь с подключенным к нему усилителем,акустический отражатель и мультивибратор Г1.

Недостатком известного устройства является его сложность и низкая точность, обусловленная большим временем задержки электрического сигнала в электронной схеме.

Частота следования импульсов в этом устройстве определяется соотношением

I

(Я

З.ак ъ.эл.

где f

- частота следования импульсов;

задержки акустического сигнала в изучаемой среде;

э.эл задержки электрического сигнала в электронной схеме измерителя. Для повышения точности измерений следует уменьшить время задержки электрического сигнала в электронной схеме.

10

Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе скорости звука 5 содержащем акустический преобразователь с подключенным к нему усилителем, акустический отражатель и мультивибратор, усилитель выходом связа.. с мультивибратором, емкостью кото20рого является акустический преобразователь .

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг, 2 принципиальная схема измерителя; на фиг. 3 форма сигнала на выходе преобразователя 1. Измеритель содержит акустический преобразователь 1 и отражатель 2, соединенные последовательно и подключенные к акустическому преобразойателю 1, усилитель 3 и мультивибратор Ц, емкостью которого является акустический преобразователь 1 Измеритель скорости звука работа ет следующим образом. Мультивибратор Ц, собственная ча тота которого ниже частоты f (1), при собственном опрокидывании разря жает емкость, которой является акустический преобразователь 1. Это со ответствует резкому скачку напряжения на акустическом преобразователе 1, в результате чего он излучает в среду звуковой импульс. Импульс проходит исследуемую среду и через время, пропорциональное скорости зв ка в исследуемой среде, поступает н акустический преобразователь 1. При шедший звуковой сигнал преобразуется акустическим преобразователем 1 в электрический, усиливается усилителем 3 и подается на мультивибрато Ц, опрокидывая его уже с частотой, соответствующей выражению (1),. Таким образом, мультивибратор k работает как ждущий мультивибратор, частота которого определяется скоростью прохождения звука через исследуемую среду. Измеряя эту частоту, определяют скорость звука в исследуемой среде согласно расчетной формуле (1). Принципиальная схема измерителя (фиг.2) представляет собой усилител с отрицательной обратной связью () собранный на транзисторах Т , Tij и мультивибратор с дополнительной симметрией, собранный на транзисторах Т, Т. Емкостью мультивибратора является акустический преобразователь Спр(в данном случае пьезоэлектрический J, Собственный период следования импульсов мультивибратора выбирается из условия +t J ЭЛ усилителя соединен через, диодный ограничитель 0, Dgc акустическим преобразователем. В момент времени t(фиг.З)происходит собственное опрокидывание мультивибратора 4, что вызывает скачок напряжения на . В результате возбуждается звуковая волна, которая пройдя исследуемую среду, возвращается на акустический преобразователь 1, усиливается усилителем 3 и опрокидывает мультивибратор Ц через время t, .. з ЭЛ. вновь возбуждая звуковую волну. При случайном исчезновении звукового сигнала работа измерителя восстанавливается собственным опрокидыванием мультивибратора 4. Использование предлагаемого изобретения позволит с высокой точностью измерять скорость звука в различных средах. Формула изобретения Измеритель скорости звука, содержащий акустический преобразователь с подключенным к нему усилителем, акустический отражатель и мультивибратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерителя, усилитель выходом связан с мультивибратором, емкостью которого является акустический преобразователь. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Серавин Г. Н. Измерение скоости звука в океане. Л., Гидрометео- здат, 1979, с. 85, рис. 29 г (проотип),