Opublikowano: 25.VIII.1966 714 KI. 4S=s^ MKP D 00 Cr (3 O i K °lJ0O UKD '=3 I B I. K .A Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Jerzy Wehr, mgr inz. Zdzislaw Kozlowski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki), Warszawa (Polska) Cyfrowy miernik predkosci fal ultradzwiekowych Przedmiotem wynalazku jest cyfrowy miernik do szybkiego i dokladnego pomiaru predkosci fal ultradzwiekowych, zwlaszcza w plynach.Dotychczas dokladne pomiary predkosci fal ul¬ tradzwiekowych wykonywane sa albo za pomoca metod pomiaru czasu opóznienia impulsu albo tez w plynach, za pomoca metod interferometrycznych ze zmienna droga pomiaru.Odczyt cyfrowy w przypadku metod impulso¬ wych oparty jest na uzaleznieniu czestotliwosci powtarzania nadawanych impulsów od czasu przej¬ scia impulsu przez badany material. Pomiar ten obarczony jest bledem systematycznym wynika¬ jacym z czasu przejscia impulsu przez uklad po¬ miarowy.Odczyt cyfrowy w przypadku metod interferen¬ cyjnych polega na automatycznej zmianie drogi pomiarowej o okreslona ilosc dlugosci fali ultra¬ dzwiekowej i na równoczesnym rejestrowaniu tej zmiany przy pomocy licznika. Pomiar taki mozli¬ wy jest tylko w plynach, wymaga jednak skom¬ plikowanych urzadzen mechanicznych ze wzgledu na koniecznosc precyzyjnej zmiany drogi.Celem wynalazku jest usuniecie wspomnianych wyzej niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety przez przesuniecie wzgledem siebie glowic w celu uzyskania róznicy dlugosci drogi A 1.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym przedstawiono schematycznie uklad blokowy urzadzenia wraz z czescia ultradzwieko¬ wa. 5 W przedmiocie wynalazku przestrajany genera¬ tor 1 wytwarza drgania elektryczne modulowane impulsowo, przy czym zakres czestotliwosci drgan zalezy od przeznaczenia urzadzenia. Napiecie z ge¬ neratora 1 jest doprowadzane do nadawczego io ultradzwiekowego przetwornika 2, który promie¬ niuje fale ultradzwiekowa o czestotliwosci równej czestotliwosci drgan generatora 1. Fala ta prze¬ chodzi przez dno pomiarowego naczynia 3, a na¬ stepnie przez badana substancje S i dociera do 15 sondy odbiorczej. Sonde odbiorcza stanowia dwie ultradzwiekowe glowice 4 z przedluzaczami (lub bez w innych wersjach wykonania), przesuniete wzgledem siebie tak, aby zapewnic dla fal ultra¬ dzwiekowych, przychodzacych do kazdego z od- 20 biorczych przetworników 5, znajdujacych sie w glowicach 4, okreslona róznice dlugosci drogi A 1 w badanej substancji tak, aby w okreslonym zakresie czestotliwosci — predkosc byla cyfrowo równa wartosci czestotliwosci drgan ultradzwie- 25 kowych, przy takim dobraniu tej czestotliwosci, aby miedzy impulsami odbieranymi przez prze¬ twornik 5 glowic 4 — wystepowaly okreslone prze¬ suniecia fazowe.W zaleznosci od rozwiazan konstrukcyjnych so i przeznaczenia urzadzenia róznica dlugosci drogi 5171451714 A 1 moze byc wybrana róznie, zaleznie od przy¬ jetego systemu wskazan.Na skutek przesuniecia glowic 4 impulsy docie¬ rajace do przetworników 5 tych glowic sa prze¬ suniete w fazie o czas równy czasowi przejscia fali 5 ultradzwiekowej przez odcinek drogi w badanej substancji. Impulsy elektryczne z przetworników 5 glowic 4 sa nastepnie doprowadzane na wspólne wejscie wzmacniacza 6, gdzie interferuja ze soba, zas przebieg wypadkowej jest wskazywany przez 10 wskaznik 7, którym moze byc, w zaleznosci od wersji wykonania urzadzenia, lampa oscyloskopo¬ wa, „oko magiczne", przyrzad wychylowy lub in¬ ny wskaznik napiecia lub pradu.Jezeli czestotliwosc generatora 1 jest tak usta- 15 wiana, ze przesuniecie fazowe cp miedzy impulsa¬ mi osiagnie wartosc wymagana dla danego syste¬ mu wskazan, np. rr, to wtedy czestotliwosc ta wy¬ razana w kEz bedzie liczbowo równa predkosci fal ultradzwiekowych w badanej substancji 29 w m/sek i zostaje odczytana cyfrowo na liczacym falomierzu 9.Dostrojenie generatora 1 do czestotliwosci od¬ powiadajacej wymaganemu stanowi interferencji przeprowadza sie badz recznie, obserwujac wskaz- 95 nik 7 (wersja pólautomatyczna urzadzenia), badz automatycznie, za pomoca galezi sprzezenia zwrot¬ nego 8.W innej wersji wykonania wedlug wynalazku przetworniki 5 glowic 4 sa polaczone z generato¬ rem 1, zas ultradzwiekowy przetwornik 5 (odbior¬ czy) umieszczony w pomiarowym naczyniu 3, jest polaczony ze wzmacniaczem 6. PL