SU1185108A1 - Измеритель скорости звука - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА, содержащий частотомер и последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний, акустический резонатор с излучающим и приемным преобразовател ми, усилитель, амплитудный детектор и блок автоподстройки частоты, выход которого соединен с входом управлени  частотой генератора высокочастотных колебаний, о тличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , частотомер подключен к выходу генератора высокочастотных колебаний, блок автоподстройки выполнен из генератора низкой частоты и последовательно соединенных нуль-органа, и интегратора , выход которого соединен с выходом генератора низкой частоты и служит выходом блока .автоподстройки, а втоi (Л рой выход генератора низкой частоты соединен с вторым входом нуль-органа и служит входом блока автоподстройки. 00 СП 00

Description

I1185108

Изобретение относитс  к контрольноизмерительной технике и может быть

использовано дл  определени  скорости ультразвука при гидро- и геофизических измерени х, а также в лабораторных исследовани х жидких сред.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурна  схема измерител  скорости звука

Измеритель содержит частотомер 1 и последовательно соединенные генератор 2 высокочастотных колебаний, акустический резонатор 3 с излучающим 4 и приемным 5 преобразовател ми , усилитель 6, амплитудный детектор 7 и блок 8 автоподстройки частоты , выход которого соединен с входом управлени  частотой генератора 2 высокочастотных колебаний. Частотомер 1 подключен к выходу генератора 2 высокочастотных колебаний, а блок 8 автоподстройки выполнен из генератора 9 низкой частоты и последовательно соединенных нуль-органа 10 и интегратора 11, выход которого соединен с выходом генератора 9 низкой частоты и служит выходом блока 8 автоподстройки, а второй выход генератора 9 низкой частоты .соединен с . вторым входом нуль-органа 10 и служи входом блока 8 автоподстройки.

Нуль-орган 10 может быть выполнен в виде реле или транзистора, работающего в ключевом режиме. На базу транзистора подаетс  опорное напр жение с генератора 9, которое закрывает и открывает транзистор, а сигна с амплитудного детектора 7 подаетс  на коллектор и через сопротивление около 1 МОм - на вход интегратора 11, Эмиттер заземлен.

Таким образом, на вход интегратора сигнал поступает лишь тогда, когда транзистор заперт.

Измеритель скорости звука работает следзпощим образом.

С помощью излучающего преобразовател  4 и генератора 2 в резонаторе 3, заполненном исследуемой ередой возбуждают акустические колебани  с частотой F, Из 1учающий 4 и приемный 5 преобразователи и исследуема  среда образуют акустический резонатор со спектром собственных частот F Cn/2l, где С - скорость звука; t - рассто ние между излучающим и приемным преобразовател ми; п - число полуволн, укладывающихс  на рассто нии f . При совпадеНИИ частоты F генератора 2 с резонансной частотой Е„ в среде между излучающим 4 и приемным 5 преобразовател ми возникают сто чие волны, при этом пучность давлени  совпадает с положением приемного преобразовател  и принимаемый сигнал максимален . Генератор 2 автоматически настраиваетс  на резонансную частоту акустического резонатора 3, Процесс автоподстройки осуществл етс  следующим образом. Генератор 9 (частота 500-1000 Гц) модулирует сигнал генератора 2 по частоте. При воздействии частотно-модулированного сигнал.а на резонатор 3, когда несуща  чёстота находитс  в пределах ее резонансной кривой, имеет место амплитудна  модул ци  сигнала на входах усилител  6 и детектора 7, на котором выдел етс  низкочастотна  составл юща  сигнала. При этом величина и фаза вьщеленного низкочастотного сигнала зависит от положени  рабочей точки на резонансной, кривой и пропорциональна ее крутизне в этой точке (с учетом знака наклона). В вершине резонансной кривой крутизна сигнала равна нулю, так что при совпадении частоты генератора 2 с частотой, котора  соответствует вершине резонансной кривой, амплитудна  модул ци сигнала исчезает. При этом на выходе нуль-органа 10 сигнал отсутствует. Ткое состо ние  вл етс  устойчивым. При расхождении частоты генератора

2и резонансной частоты резонатора

3возникает амплитудна  модул ци  сигнала на выходе приемного преобразовател  5, котора  приводит к по влнию сигнала рассогласовани  на выходе нуль-органа 10. Сигнал рассогласовани  поступает на вход интегратора 11, который формирует сигнал управлени  дл  перестройки частоты генератора 2.

Если сигналы с генератора 9 и амплитудного детектора 7 в фазе, то на интегратор 11 поступает отрицательны сигнал рассогласовани , если в противофазе - положительный, В зависимости от знака поступающего на вход интегратора 11 сигнала рассогласовани  частота генератора 2 либо возрастает , либо уменьшаетс , настраива с

3 11851084

на собственную частоту акустическогогенератора 9, что устран ет срывы

резонатора 3.работы устройства при изменении коэфУстройство может работать при не-фициента поглощени  всреде, повышабольшой девиации частоты, котора ет точность измерени  резонансной

может быть заранее задана путемs частоты и, следовательно, скорости

регулировки уровн  сигнала с выходазвука.

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА, содержащий частотомер и последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний, акустический резонатор с излучающим и приемным преобразователями, усилитель, ампли- тудный детектор и блок автоПодстройки частоты, выход которого соединен с входом управления частотой генератора высокочастотных колебаний, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, частотомер подключен к выходу генератора высокочастотных колебаний, блок автоподстройки выполнен из генератора низкой частоты и последовательно соединенных нуль-органа. и интегратора, выход которого соединен с выходом генератора низкой частоты и служит выходом блока автоподстройки, а второй выход генератора низкой частоты соединен с вторым входом нуль-органа и служит входом блока автоподстройки.

   4 и приемным 5 преобразователяусилитель 6, амплитудный детек7 и блок 8 автоподстройки частовыход которого соединен с входом

   I 1185108