SU1043489A1 - Ультразвуковое устройство дл измерени рассто ний в газовой среде - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРСЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ, соаержшцее поспецоватепьно соединенные генератор импульс- но-модулированных ультразвуковых колебаний , излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь, приемный усилитель , дискриминатор, измерительный триггер , модул тор чувствительности и индикатор , отличающ.еес  тем, что, с целью повышени  точности измерений , оно снабжено усилителем с диск ретно мен ющимс  коэффициентом усилени , включенным между генератором импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний и излучающим преобразователем, и селектором | -го импульса, вход которого соединен с выходом генератора импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний, а выход - с управл ющим входом усилител  с дискретно мен ющимс  коэфф а1иентом усилени  и входом модультора чу твительности приемного уси (Л лител .

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к измеритель Н1эй технике и может н йти применение в любой отрасли машиностроени .

Известно устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные генератор, излучающий эпек троакустический преобразователь, прием. ный электроакустический преобразователь селектор первого пбпупериода, схему ла- м ти и измеритель временного интерва-. ла l .

Heдoctaткoм указанного устройства  вл етс  необходимость учета систематической погрешности, вызванной отсчетом по k -му импульсу.

Наиболее близким к изобретению  вл « етс  ультразвуковое устройство дл  изме рени  рассто ний в газовой среде, содержащее последовательно соединенные гене ратор импульсно-моду.лированных ультра. звуковых колебаний, излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь, приемный усилитель, дискриминатор,

измерительный триггер, модул тор чувст вительности и индикатор 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  больша  погрешность измерений вследствие непосто нства коэффициента передачи ультразвуковых колебаний от излучател  к приемнику.. Пёлью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Поставленна  цепь достигаетс  тем, что ультразвуковое устройство дл  изме. рени  рассто ний в газовой среде,содер-: жшцее последовательно соединенною ге«« нератор импульсно-модулированных ульт™ развуковык колебаний,., излучаквщий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь, приемный усилитель, дискриминатор, измерительный триггер, преобразователь временного интервала в рассто ние,включенный между управл ююими входами приемного усилител  и измерительного триггера модуи тор чувствительности и индикатор, снабжено усилителем с дискретно мен ющимс  коэффициентом усилени  включенным между генератором импупьс- у  оомодупированных ультразвуковых коле баний и излучающим преобразователем, и селектором k -го импульса, вход кото рого соединен с выходом генератора им-. пул сно-модулированных ультразвуковых колебаний, а выход - с управл ющим Екоцом усилител  с дискретно мен ющимс  коэффициентом усилени  и входом модул тора чувствительности приемного усилител .

На фиг, 1 изображена структурна  схема ультразвукового устройства дл  измерени  рассто ний в газовой среде; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн к. щие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний, выход которого подключен к входу усилител  2 с дискретно мен юцимс  коэффициентом усилени , выход которого подключен к излучающему электроакустическому преобразователю 3 ,

Выход генератора 1 импупьсно-модупи рованных ультразвуковых колебаний соединен с входом селектора 4 k.-го период да, №1ход которого подключен к управп ющ-ему юсоду усилител  2 с дискретно Ман кщимс  коэффициентом усилени . Приемный электроакустический преобразователь 5 соединен с входом приемного усилител  6, управл кмций вход которого подкпю Чен к модул тору 7 чувствительности , приемного-усилител ,,, соединенного с выходом селектора 4 k -го периода, а выходом - к входу дискриминатора 8, подключенного к входу измерительного триггера 9, управл ющий вход которого подключен к выходу модул тора 7 чувствительности п|риемного усилител , а выход - к преобразователю 10 временного интервала в рассто ние, . .Ультразвуковое устройство дл  измере. ни  рассто ний в Газовой среде работает сгаедуюшим образом.

Генератор 1 импупьсно-модулированных Колебаний вьтрабатывает последовательно- сть электрических колебаний с несущей частотой и с периодом следовани , указанным временной диаграммой 11 на фиг. 2. Эти поспецоватепьности поступают на вход усилител  2 с дискретно мен ющимс  коэффициентом усилени  и на вход селектора 4 k -го периода каждой последовательности . Селектор 4 k -го периода вырабатывает пр моугольный импульс, передний которого соответствует началуk-TO периода, а задний - концу этого периода (временна  диаграмма 12). В резупытате по влени  этого импульса увеличи- , веетс  коэффициент усилени  передающего усилител  2 и соответственно, амплитуда k -го первоаа (ременна  диаграмма 13) запускаетс  модул тор 7 чувствительности приемного усиштел  6 (временна  диаграмма 14), обеспечивающий посто нство

.уровн  сигнала на выхоце приемного уси- питеп , а измерительный триггер 9 .устанавпиваетс  в состо ние 1. G выхоца усилител  2 с дискретно мен ющимс  коэффициентом усилени  последовательноети электрических колебаний (временна  диаграмма 13) поступают на излучающий электоракустический преобразователь 3, преобразующий эти колебани  в ультразвуковые . Достигнув приемного электроакустического преобразовател  5 ультразвуковые колебани  преобразуютс  в электрические , усиливаютс  приемным усийитепем 6.

Номер периода К и амплитуда k периода в передающем тракте выбираютс  такими, чтобы на выходе приемного усилител  6 амплитуда k -го периода &ina во всем диапазоне измерени  выше уров- .н  дискриминации, а амплитуда (k-l)-ro периода ниже уровн  дискриминации (вре-. менные диаграммы 15 и 16),

Амплитудный дискриминатор 8 формирует из k -го положительного попупериоДа пр моугольный импульс (временна  диаграмма 17), который переводит триггер 8 в нулевое состо ние, в результате

чего на выходе триггера формируютс  импульсы, длительность которых равна времени распространени  ультразвуковы колебаний и пропорциональна рассто нии (временна  диаграмма 18). Эти импуль сы поступают на вход преобразовател  временного интервала в измер емое рассто ние .

Введение в ультразвуковое устройство дл  измерени  рассто ний в газовой ере- де усилител  с дискретно мен кждимс  коэффициентом усилени  и селектора k Jo периода обеспечивает увеличение амплитуды k периода по огнощению к (к-1) как на передак цем тракте устройства, так и на выходе приемного тракта, это значит , что при установке уровн  дискриминации большим, чем амплитуда ( k -1) периода, и меньшим, чем амплитуда k го периода, выделение временного интервала , пропорционально.измер емому рассто нию , а ошибка измерени  не превышает- - , где io - несуща  частота,

Испош зование ультразвукового устройства позвол ет повысить точность измерений рассто ни  IB газовой среде/

/f

j.

I

.

п

/5

П.

18

Фиг.2

Claims (1)

1. . УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯИЗМ ЕРЕ НИЯ РАССТОЯНИЙ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсно-моцулированных ультразвуковых коле* баний, издучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакусти- лителя ческий преобразователь, приемный усилитель, дискриминатор, измерительный триггер, модулятор чувствительности и индикатор, отличающееся что, с целью повышения точности йзмеренйй, оно снабжено усилителем с циск^ретно меняющимся коэффициентом усиления,! включенным между генератором импульсно-моцулированных ультразвуковых колебаний и излучающим преобразователем, и селектором |< -го импульса, вход ко’ торого соединен с выходом генератора импульсно-моцулированных ультразвуковых колебаний, а выход - с управляющим входом усилителя с дискретно меняющимся коэффициентом усиления и входом мо— g дультора чувствительности приемного уси