Измеритель скорости ультразвука в жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

1

Изоб|эетение относится к устройствам для акустических измерений и может быть использовано при физикохимическом анализе в промышленности.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор зондирующих импульсов, преобразователь, линию задержки, усилитель и триггер l .

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность из-за небольшой выходной частоты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измеритель скорости ультразвука в жидкости, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, селектор, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, усилитель и интегратор, управляемый генератор, вход которого соединен с выХОДОМ интегратора, делитель частоты, вход которого подключен к выходу управляемого генератора, и регистратор, вход которого соединен с выходом управляемого генератора 2.

Недостатком известного измерителя является низкая чувствительность к изменению скорости в жидкости из-за низкой выходной частоты.

Цель изобретения - повышение чувст10вительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен последовательно соединенными первым триггером, первый вход которого соединен с выходом

15 усилителя, вторым триггером и коммутатором, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выходс входом интегратора, и распределителем импульсов, первый вход которого

20 подключен к выходу делителя частоты, первый выход - к второму входу первого триггера, а третий - к входу генератора зондирующих импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - временные эпюры, поясняющие работу схемы.

Измеритель скорости ультразвука в жидкости содержит последовательно со диненные генератор 1 зондирующих имп льсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3/ второй вход которого соединен с выходом ге- нератора 1 зондирующих импульсов, се лектор , второй вход которого соеди нен, с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, усилитель 5 и интегра тор 6, делитель 7 частоты, вход которого подключен к выходу управляермого генератора 8, вход которого со единен с выходоминтегратора 6, регистратор 9, вход которого соединен с выходом управляемого генератора 8, последовательно соединенные первый триггер 10, первый вход которого соединен с выходом усилителя 5, второй триггер 11 и коммутатор 12, второй вход которого соединен с выходом первого, триггера 10, а выход с входом интегратора 6, и распределитель 13 импульсов, первый вход которого подключен к выходу делителя 7 частоты, первый вход - к второму входу первого триггера 10, второй выход - к второму входу второго триг гера 1 1 , а третий - к входу генератора 1 зондирующих импульсов. Измеритель работает следующим образом. Управляе(ый генератор создает непрерывную последовательность импульсоб И (фиг. 2). Эти импульсы поступают на делитель -7 Мгстоты с коэффициентом;деления п. С делителя 7 частоты импульсы 15 подаются на ра спределитель 13 импульсов, на 1,2.,. к, п на выходах которого образуются импульсы, смещенные во времени на период частоты, образующейся на выхо де делителя 7 импульсов. По переднем фронту импульса 16 с первого выхода распределителя 13 генератор 1 зондирующих импульсов выдает короткий видеоимпульс 17 на излучающий преобразователь 2 и на селектор приемных сигналов, открывающий его только на время прихода полезного ультразвукового импульса. Все остальное время селектор j закрыт, что позволяет в предлагаемом устройстве избавиться от многократно отраженных сигналов. Отформованный усилителем 5 полезный электрический импульс 18

с приемного преобразователя 3 поступает на S вход RS триггера 10, Последний формирует выходной сигнал, временное расположение переднего фронта которого соответствует моменту регистрации полезного сигнала. Задний фронт выходного сигнала RS триггера 10 образуется по переднему фронту импульса на К-ом выходе распределителя 13, кЬторый поступает на R вход RS триггера 10. Импульс 19, сформированный триггером 10, поступает на управляющий вход коммутатора 12 и на D вход 0-триггера 11, на вход синхронизации которого поступает импульс с второго выхода распределителя 13Если период следования импульсов с делителя 7 больше времени распространения ультразвукового импульса в среде, то на выходе 0-триггера 11 образуется сигнал 20 логической единицы, Сигнал с выходаRS триггера 10 поступает на управляющий вход коммутатора 12, открывает его, соединяя выход D-триггера 11 с входом интегратора 6, При этом на выходе интегратора 6 происходит увеличение напряжения 21, которое, поступая на управляющий вход генератора 8, увеличивает его частоту, и, следовательно, уменьшает период следования импульсов на выходе делителя 7 частоты. Увеличение напряжения на выходе интегратора 6 происходит только во время действия импульса на выходе триггера 10. При условии, что период следования импульсов с делителя 7 меньше времени распространения ультразвукового импульса в среде, работа устройства аналогична, с той разницей, что на выходе О-триггера 11 будет действовать сигнал логического нуля,. Вход интегратора 6 через коммутатор 12 будет заземлен, напряжение на вы.ходе интегратора 6 будет уменьшаться, что приведет к уменьшению частоты генератора 8, а, следовательно, к увеличению периода. Таким образом, в установившемся режиме осуществляется равенство периода импульсной последовательности с делителя 7 и времени распространения ультразвукового импульса в среде, а сигналы логических нуля и единицы на входе интегратора 6 чередуются. Выходная частоту генератора 8 поступает на регистратор 9, где происходит ее измерение. Предлагаемое изобретение позволяет повысить чувствительность измерений, так как выходная частота управ ляемого генератора 8 выше, чем у делителя 7 частоты, а также помехоустойчивость в случае отсутствия принятого сигнала. Формула изобретения Измеритель скорости ультразвука в жидкости, содержащий последователь но соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь , приемный преобразователь, селектор, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, усилитель и интегратор, / управляемый генератор, вход которого соединен с выходом интегратора, делитель частоты, вход которого подключен к выходу управляемого генерат (Тора, и регистратор, вход которого 73 соединен с выходом управляемого гене.ратора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен последовательно соединенными первым триггером, первый вход которого соединен с выходом усилителя, вторым триггером,и коммутатором, второй вход которого соединей с выходом первого триггера, а выход - с входом интегратора, и распределителем .импульсов, первый вход которого подключен к выходу делителя частоты, ггервый выход - к второму входу первого триггера, второй выход - к второму входу второго триггера, а третий - к входу генератора зондирующих импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 593135,кл. G 01 N 29/ОД, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 356559,кл. G 01 Р 3/0, 1970 Ьрототип).

(pus.2