SU1084671A1 - Ультразвуковое устройство дл контрол физико-химических свойств сред - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СРЕД, содержащее последовательно соединенные импульсный генератор , ультразвуковой приемоизлучатель и приемник, усилитель, формирователь и счетчик импульсов, второй вход которого и выход соответственно св заны с выходом и входом генератора , н частотсмлер, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  быстродействи , оно снабжено последовательно соединенными втррым усилителем, вторым формирователем и схемой ИЛИ, причем вход BTopoix) усилител  св зан с входом прием6и9лучател , второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу первого фоЕЯлировател , а выход схемы ИЛИ подключен г к частотсадеру. 00 05

Description

Изобретение относитс  к контрол но-измерительной технике и может б использовано дл  контрол  линейных размеров, а также дл  анализа сост ва и свойств твердых, жидких и газ образных сред по скорости распрост ранени  ультразвука. Известно ультразвуковое устрой ство, содержащее частотомер и посл довательно соединенные импульсный генератор, ультразвуковые излучате и приемник, усилитель, формирователь и счетчик импульсов, второй вход которого и выход соответстве но св заны с выходом и входом гене ратора. Частотоме ; подключен к ген ратору l . Недостатком этого устройства  вл етс  низкое быстродействие изза низкой частоты импульсов на входе частотомера вследствие возбу дени  генератора N -ным импульсом многократного отражени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол  физйко-хим ческих свойств сред, содержащее последовательно соединенные импуль ный генератор, ультразвуковой приемоизлучатель - и приемник, усилитель , формирователь и счетчик импульсов , второй вход которого и выход соответственно св заны с выходом и входом генератора, и часто томер 2j . Хот  быстродействие такого устро ства и больше, чем у вышеописанного но и оно остаетс  приблизительно в 2 раза меньшим, чем у синхрокольцев го измерител  с запуском генератора .от первого акустического импульса пр мого прохождени . Цель изобретени  - повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковое устройство дл  контрол  физико-химических свойств сред, содержащее последовательно соединенные импульсный генератор , ультразвуковой приемоизлучатель и приемник, усилитель, формиро ватель и счетчик импульсов, второй вход которого и выход соответствен но, св заны с выходом и входом гене ратора, и частотомер, снабжено поледовательно соединенными вторым усилителем, вторым формирователем, схемой ИЛИ, причем вход второго усилител  св зан с входом приемоизлучател , второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу первого формиров тел , а выход схемы ИЛИ подключен к частотомеру. На чертеже изображена блок-схема устройства дл  контрол  физико-хими ческих свойств сред. Устройство.содержит импульсный .генератор 1, подключенный к приемоизлучателю 2.Приемник 3 ультразвука св зан с входом усилител  4, к выходу которого подключен формирователь 5, Выход формировател  5 св зан с входом счетчика 6, выход которого, в свою очередь, подключен к входу генератора 1. С приемоизлучателем 2 св зан дополнительный усилитель 7, выход которого через дополнительный формирователь 8 подключен к входу схемы 9 ИЛИ, на второй вход схемы 9 поступает сигнал с выхода формир.овател  5. К выходу схемы 9 подключен частотомер 10. Устройство работает следующим образом. Синхронизируемый генератор 1 возбуждает приемоизлучатель 2. Одновременно импульсом с дополнительного выхода генератора 1 счетчик 6 устанавливаетс  в исходное состо ние. Ультразвуковой импульс проходит через мембрану и звукопровод приемоизлучател  2, распростран етс  через контролируемую среду в направлении к приемнику 3 и частично отражаетс  от границы контролируемой среды через врем  после возбуждени  приемоизлучател  2, гдеD - врем  прохождени  импульса в контролируемой среде, л - врем  задержки импульса в мембране и звукопроводе. Акустический импульс принимаетс  приемником 3 через врем  С - 2 c/ после возбуждени  приемоизлучател  ; 2. Через врем  2 +2СцПосле его возбуждени  приемоизлучатель. 2 примет отраженный импульс. Таким образом, временной сдвиг между прин тыми приемоизлучателем. 2 и приемником 3 импульсами при условии идентичности их мембран и звукопроводов равен t . Через врем  2с после приема первого импульса приемник 3 принимает второй импульс, вызванный вторичным отражением от приемоизлучател  2 акустического импульса, отразившегос  ранее от приемника 3. Прин тые импульсы усиливаютс  усилителем 4 и поступают на вход формировател  5.Формирователь 5 осуществл ет амплитудное детектирование и формирование входных импульсов дл  последующего запуска счетчика б , который выполн ет деление частоты следовани  входных импульсов на N . Аналогично через -врем  2 после риема приемоизлучателем 2 первого хо-импульса им принимаетс  следуюий импульс многократного отражеи , прин тые импульсы усиливаютс  силителем 7 и подаютс  на формироатель 8. Импульсы многократного отражени  периодом 2 продолжают поступать а пpиe ;oизлyчaтeлы 2 и приемник

3. Через врем  . (N-DD после приема первого импульса пр мого прохождени  на приемник 3 Поступает N -ный акустический импульс. Через врем  после этого на приемоизлучатель 2также поступает N-ный акустический импульс. Коэффициенты усилени  усилителей 4 и 7 выбирают с таким расчетом, чтобы амплитуды (N +1)-ых импульсов на выходах усилителей

4и 7 были меньше порогов срабатывани  формирователей S и 8.

При по влении на входё счетчика б N -го импульса на его выходе формируетс  импульс, вызывающий повторное срабатывание генератора 1. Таким образом, повторное возбуждение приемоизлучател : 2 происходит через врем  задержки сигнала в электронной схеме ) после по влени  на приемнике ЗЫ-го акустического импульса.

В результате на выходе формиро;Вател  5 формируетс  синхропоследовательность импульсов, содержаща  в одном циклеН импульсов, следующих друг за другом с интервалом 2 . Циклы повтор ютс  с периодичностью

Т(2М -1)1 +2 + ,,д .

Частота по влени  импульсов на выходе формировател  5 равна

, МN

. Te2N-Ot + Последовательность импульсов йа выходе формировател  8 также содержит N импульсов, сдвинутых относително выходных импульсов схемы 5 на врем  1 , и дополнительно к ним по одному зондирующему импульсу -в каждом цикле длительностью Т.Импульсы с выходов формирователей 5 и 8 поступают на вход схекы 9, выполн ющей логическую операцию ИЛИ. Длительность выходного импульса схемы

5установлена с тем расчетом, чтобы N -и импульс на выходе схемы 5,

вызывающий срабатывание генератора, налагалс  по времени на следующий за ним с небольшой задержкой импульс на выходе схемы 8, соответствующий зондирующему си.гналу генератора 1. в результате при суммировании схемой 9 эти импульсы сливаютс  в один. Частота по влени  импульсов на входе частотомера 10 Определ етс  как 2Н

0

(2N -1}1 ,ft По показани м частотомера 10 суд т о скорости распространени 

5 ультразвука или о прот женности акустической базы..

Если быстродействие блоков частотомера 10 недостаточно дл  повторнрго срабатывани  через врем  ,д между импульсами на fero входе, то

0 результат измерени  запишетс  как 1 2N -1

(2К|-1) +2гм+ЧА В прототипе измер ема  частота

5 импульсов на выходе формировател  составл ет

к

in 5 - -

(2N -1)-: ,л Таким образом, частота по влени 

0 импульсов на входе частотомера в предлагаемом устройстве практически в 2 раза выие, чем в известном.При равных заданных погрешност х дискретности измерени  частоты это позвол 5 ет в два раза повысить быстродействие контрол  вследствие уменьшени  измерительного временного интервала. Так как измер ема  в предлагаемом устройстве частота близка к l/vt,

0 то оно по своему быстродействию практически эквивалентно обычному синхрокольцу с запуском генератора от первого импульса пр мого прохождени .

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

   СВОЙСТВ СРЕД, содержащее последовательно соединенные импульсный генератор, ультразвуковой приемоизлучатель и приемник, усилитель, формирователь и счетчик импульсов, второй вход которого и выход соответственно связаны с выходом и входом генератора, и частотомер, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, оно снабжено последовательно соединенными вТррым усилителем, вторым формирователем и схемой ИЛИ, причем вход второго усилителя связан с входом приемоизлучателя, второй вход схемы ИЛИ подключен к выходу первого формирователя, а выход схемы ИЛИ подключен к частотомеру.

   10 — 1 —> 8 —э* * < - ------J—{Jz > 1 г¹

   10846711084671