PL105166B1 - Urzadzenie do pomiaru predkosci fal ultradzwiekowych - Google Patents

Description

***<**&> I fiknij I«C'*«3»M1 trti»r [ Twórcy wynalazku: Andrzej Luber, Krzysztof Michal Kolodziej Uprawniony z patentu: Polska Akademia Nauk, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa (Polska) Urzadzenie do pomiaru predkosci fal ultradzwiekowych i Dziedzina techniki. Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do pomiaru predkosci fal ultradzwiekowych nalezace do dziedziny techniki badania lub analizy ma¬ terialów przy zastosowaniu drgan dzwiekowych lub ultra¬ dzwiekowych. 5 Stan techniki. Znane urzadzenie do pomiaru pred¬ kosci fal ultradzwiekowych wykorzystujace zasade sing — around to jest biezacego impulsu zawiera glowice nadaw¬ cza i glowice odbiorcza. Obie glowice umieszczone sa iv stalej odleglosci od siebie i. polaczone odpowiednia 10 .z nadajnikiem i odbiornikiem miedzy którymi wlaczony jest uklad obliczania wyniku zawierajacy czesc obliczania ozestotliwosci oraz wyswietlania wyniku i jego rejestracji.

Istota wynalazku. Istota urzadzenia wedlug wyna¬ lazku polega na tym, ze pomiedzy nadajnikiem i odbiór- 15 nikieni wlaczony jest uklad sterowania do którego pod¬ laczony jest poprzez uklad dodawania — odejmowania i generator liczby uklad dzielenia wraz z ukladem wy¬ swietlania i rejestracji.

Zaleta urzadzenia wedlug wynalazku jest wyelimino- 20 wanie wplywu opóznienia elektronicznego na pomiar, co daje nieograniczony zakres pomiarowy urzadzenia oraz bezposredni odczyt badanej wielkosci w calym za¬ kresie pomiarowym. Ponadto, poprzez separacje czasowa echa od wlasciwego sygnalu akustycznego, urzadzenie 25 pracuje bardzo stabilnie przy róznych odleglosciach miedzy glowicami, ustalanych odpowiednio do badanych osrod¬ ków. Kalibracja urzadzenia dzieki nastawialnoscj gene¬ ratora liczby jest bardzo prosta.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku zostal 30 odtworzony schematycznie w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy urzadzenia do pomiaru predkosci fal ultradzwiekowych.

Przyklad wykonania. Urzadzenie zawiera glowice nadawcza 1 umieszczona w stalej odleglosci od glowicy odbiorczej 2. Odleglosc 1 miedzy glowicami 1 i 2 jest na- stawialna i dobiera sie odpowiednio do badanego osrodka.

Glowica nadawcza 1 polaczona jest z nadajnikiem 4, a glowica odbiorcza z odbiornikiem 3. Nadajnik 4 pola¬ czony jest z odbiornikiem 3 poprzez uklad sterowania 5, a ten z kolei polaczony jest z ukladem dodawania—odej¬ mowania 6 oraz z generatorem liczby 7, który podlaczony jest poprzez uklad dzielenia 8 z ukladem wyswietlania i rejestracji 9. Uklad dodawania — odejmowania 6 pod¬ laczony jest równiez do ukladu dzielenia 8, który jest po¬ laczony bezposrednio z ukladem sterowania 5.

Pomiedzy glowicami 1 i 2 znajduje sie badany osrodek, dla którego okresla sie predkosc rozchodzenia sie fali ultradzwiekowej. Droga akustyczna 1L fali ultradzwie¬ kowej wyznaczona jest potrójna wartoscia odleglosci 1 miedzy glowicami 1 i 2. Fala ultradzwiekowa emitowana przez glowice nadawcza 1 dociera z szybkoscia c do glo¬ wicy odbiorczej 2 w momencie, gdy odbiornik 3 jest za¬ blokowany sygnalem z ukladu sterowania 5, odbija sie od tej glowicy 2 i wraca do glowicy nadawczej 1, od której sie równiez odbija i trafia ponownie do glowicy odbiorczej 2, w miedzyczasie odblokowanej.

Przyjscie fali ultradzwiekowej wywoluje w odbiorniku 3 impuls elektryczny podawany przez uklad sterowania 5, w którym impuls zostaje opózniony o czas x, do nadaj- 105 166105 166 nika 4, co rozpoczyna nowy cykl obiegu petli glowica na¬ dawcza 1 — glowica odbiorcza 2 — glowica 1 — glowica 2 — odbiornik 3 — uklad sterowania 5 — nadajnik 4 — glo¬ wica 1 — .... Jeden cykl trwa T1=l1/c+x i jest powta¬ rzany N razy. W tym czasie uklad dodawania — odej¬ mowania 6 zlicza impulsy zegarowe o czestotliwosci F, których po N obiegach petli jest zapisanych NFTi- W momencie zakonczenia N-tego obiegu uklad ste¬ rowania 5 ustawia odbiornik 3 tak, ze reaguje on na pier¬ wszy akustyczny sygnal, a nie na echo. W zwiazku z tym droga akustyczna sie skróci i wynosi 12= 1 a czas jednego cyklu obiegu na drodze glowica nadawcza 1 — glowica odbiorcza 2 — odbiornik 3 — uklad sterowania 5 — na¬ dajnik 4 — glowica li— trwa T2 = 12/c+t. Tych cy¬ kli jest równiez N.-Wtym czasie uklad dodawania — odej- >mowania 6 odejmuje impulsy zegarowe, zmniejszajac za- ..--'? li—12 pisana, liczbe do wartosci NFTj — NFT2 = NF _ *v* c Po zakonczeniu drugiego etapu pracy uklad sterowania uruchamia generator liczby 73 w którym zapisana jest liczba NF (l±—12) i uklad dzielenia 8 dokonuje dzielenia liczby NF (1±—12) przez NFTX—NFT2 co równa sie c» Wynik ten jest wyswietlany i rejestrowany w ukladzie 9.

Zastosowanie wynalazku. Urzadzenie wedlug wy¬ nalazku znajduje zastosowanie do okreslania wlasnosci fizycznych róznych osrodków, do badan hydrograficz¬ nych i przy pomiarach predkosci przeplywu zwlaszcza cieczy.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patento we Urzadzenie do pomiaru predkosci fal ultradzwieko¬ wych zawierajace glowice nadawcza polaczona z nadaj¬ nikiem i umieszczona w stalej od niej odleglosci glowice odbiorcza polaczona z odbiornikiem, a pomiedzy glowi¬ cami umieszczony jest osrodek, w którym wyznacza sie predkosc rozchodzenia sie fali ultradzwiekowej oraz za¬ wierajace uklad wyswietlania i rejestracji wyniku, zna¬ mienny tym, ze miedzy nadajnikiem (4) i odbiorni¬ kiem (3) wlaczony jest uklad sterowania (5) polaczony poprzez uklad dodawania — odejmowania (6) z ukla¬ dem dzielenia (8) do którego podlaczony jest generator liczby (7). 1 1 4 7 L 5 [ 6 f J p L 1 " 3 r 2 3 1 o LZG Z-d 3 w Pab. zam. 865-79, nakl. 100+20 egz. Cena 45 zl