SU1265605A1 - Способ измерени скорости распространени и коэффициента поглощени ультразвука и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области ультразвуковых измерений и может найти применение в химической промыпшенности , в научно-исследовательских и заводских лаборатори х дл  прецизионных измерений акустических параметров жидких сред. Целью изобретени   вл етс  повышение точности, сокращение времени и упрощение измерений за счет трехуровневой модул ции фазы. Создают сто чие волны в акустической камере с исследуемой средой,, дискретно модулируют разность фаз между сигналом на входе и сигналом на выходе акустической камеры, осуществл ют трехуровневую модул цию разности фаз, измер ют разность между суммой двух крайних модул ционных частот и удвоенной частотой опорной фазы, соответствующей средней фазе модул ции, измен ют опорную фазу на величину, пропорциональную измеренной разности частот, до сведени  к нулю этой разности, по частоте опорной фазы определ ют скорость распространени , а с учетом девиации частоты - коэффициент поглощени  ультразвука . Устройство через последовательно соединенные таймер первьй и второй счетные триггеры, первьй реверсивный счетчик, буферньй регистр, цифрос S аналоговый преобразователь,сумматор, фазовращатель, фазовый детектор,второй вход которого соединен с выходом фазовращател , генератор, подключенный к входу измерительной камеры, а также задержки, дефференцирующую цепь и две схемы совпадею О) ни  вьздел ет опорную фазу, по которой определ ют искомые параметры. Посредством третьей и четвертой схем ел Од о сд совпадени , подключенных, соответственно , через второй реверсивный счетчик и счетчик к буферному регистру , инициируют показани  девиации частоты. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области ультразвуковых измерений и может найти применение в химической промышленности, в’ научно-исследовательских и заводских лабораториях для прецизионных измерений акустических параметров жидких сред.

Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени и упрощение измерений за счет трехуровневой модуляции фазы.

I

На фиг.1 показана форма фазочастотной характеристики (ФЧХ) измерительной камеры с исследуемой средой; на фиг 2 - блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства; на фиг.4 соотношение измеряемых величин.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит измерительную камеру 1 постоянной длины с излучающим 2 и приемным 3 ультразвуковыми преобразователями, фазовращатель

4, управляемый по частоте генератор

5, выход которого соединен с излучающим ультразвуковым преобразователем 2 и входом фазовращателя 4, фазовый детектор 6, первый вход кото- рого соединен с выходом приемного ультразвукового преобразователя 3, а второй вход - с выходом фазовращателя 4, последовательно соединенными таймером 7, первым 8 и вторым 9 счетными триггерами, элементом 10 задержки и дифференцирующей цепью 11, последовательно соединенными первым реверсивным счетчиком 12, первым буферным регистром 13, цифроаналоговым преобразователем 14 и сумматором 15, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя 4, четырь„мя схемами 16 - 19 совпадения, последовательно соединенными вторым буферным регистром 20 и схемой 21 отображения, вторым реверсивным счетчиком 22, выходы которого соединены с входами второго буферного регистра 20, счетный вход второго ревербивного счетчика 22 - с выходом первой схемы 16 совпадения, а управляющий входс выходом первого счетного триггера 8 и первым входом второй схемы 17 совпадения, выход которой соединен с вторым входом сумматора 15, а второй вход второй схемы совпадения 17 с прямым выходом второго счетного триггера 9, управляющим входом первого реверсивного счетчика 12, входами

1265605 ² записи первого 13 и второго 20 буферных регистров, и вторым входом первой схемы 16 совпадения, первый вход которой соединен с первым входом третьей схемы 18 совпадения, счетным входом первого реверсивного счетчика 12 и выходом четвертой схемы 19 совпадения, первый вход которой соединен с выходом генератора 5, а второй вход - с выходом таймера 7, третьим счетчиком 23, выходы которого соединены с входами второго буферного регистра 20, счетный вход - с выходом третьей схемы 18 совпадения, . второй вход которой соединен с инверсным выходом второго счетного триггера 9 и третьим входом сумматора 15, выход фазового детектора 6 соединен с управляющим входом генератора 5, входы установки в нуль счетчика 12, 22 и 23 соединены с выходом дифференцирующей цепи 11.

Сумматор 15 обеспечивает суммирование сигналов, поступающих на его входы. Коэффициент суммирования по третьему входу в два раза меньше коэффициента суммирования по второму входу. Реверсивные счетчики 12 и 22 выполняют суммирование и вычитание числа-периодов сигналов, поступающих на счетные входы. Суммирование происходит при единичном, а вычитание при нулевом уровнях на управляющих входах счетчиков. Третий счетчик 23 имеет на входе счетный триггер. Этот триггер выполняет функцию деления на два.Схема 21 отображения обеспечивает вывод на индикацию значений, поданных на ее вход.

Буферные регистры 13 и 20 запоминают на выходах входные коды, соответствующие моменту появления на входе записи каждого регистра переднего фронта сигнала. Дифференцирующая цепь 11 формирует короткий имί пульс, соответствующий переднему фронту поступающего на ее вход сигнала. Таймер 7 формирует цифровой сигнал, высокий и низкий уровни которого по длительности строго фиксированы. Высокий уровень определяет интервалы счета Т_сч частоты, а низкий превышает время установления переходного процесса в акустической камере (фиг.З)

Способ реализуется с помощью устройства следующим образом.

Измерительную камеру 1 заполняют растворителем с известными значениями

скорости распространения С_р и коэффициента поглощения dp ультразвука.

Для биологических сред в качестве вход которого подается сигнал генератора 5, сдвинутый по фазе фазовра щателем 4.

растворителякак правило, используют дистиллированную воду, в которой ско- j рость распространения ультразвука С_р при 25°С равна 1496, 687 м/с и коэффициент поглощения ol_p равен 310 ^п/м. Записывают установившиеся значения частоты опорной фазы f_p (¾) и де- to виации частоты & f_p . Затем измерительную камеру 1 заполняют исследуемым раствором и по установившимся значениям частоты опорной фазы f _h (4 ) и девиации частоты S f_u определяют 15 скорость распространения и коэффициент поглощения ультразвука для исследуемого раствора.

Скорость ультразвука Cj) в исследуемом растворе определяется из еле- 20 дующего выражения:

С = С [1 + 1 ₍) ^{u pL} f/^')

Коэффициент поглощения в исследуемой среде οί определяют в соответствии с выражением г; . «> ₃₀ где В - постоянная, характеризующая потери энергии в измерительной камере 1, не связанные с поглощением ультразвука в исследуемом растворе. 35 ^BT(V) [S^fp--4^S^· <³>

Р о

Величину В определяют один раз для$₀ конкретной измерительной камеры 1 по величинам девиации частоты, частоты опорной фазы и известным табличным величинам с7_ри С_р для растворителя (в данном случае - воды), залитого в измерительную камеру 1.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение генератора 5 возбуждает излучающий ультразвуковой преобра-50 зователь 2, который излучает ультразвуковые волны, распространяющиеся в_ исследуемой среде, заполняющей измерительную камеру 1. Ультразвуковые волны преобразуются в электрические колё55 бания приемным ультразвуковым преобразователем 3 и поступают на первый вход фазового детектора 6, на второй

С выхода фазового детектора 6 сигнал уровня, пропорционального разности фаз входных сигналов, поступает на вход генератора 5 в качестве сигнала отрицательной обратной связи, обеспечивающей фазовую автоматическую постройку частоты (ФАПЧ), которая сводит к нулю разность фаз 4 сигналов, поступающих на входы фазового детектора 6. Фазовращатель 4 периодически по сигналам +54“ первого счетного триггера 8 (фиг.З), поступающим через вторую схему 17 совпадения и сумматор 15 на управляю щий вход фазовращателя 4, ет скачки фазы величиной генериру± Έ , которые компенсируются за счет пере стройки частоты генератора 5 по це пи ФАПЧ.

Устройство работает по циклам, задаваемым с помощью сигнала Т_ц на прямом выходе второго счетного триггера 9. Сигнал формируется путем деления частоты сигнала модуляции фаз + <5 Ч⁷ , поступающего с выхода первого счетного триггера 8. При низком логическом уровне сигнала Т_ч запрещается прохождение сигнала + (5ч с выхода первого триггера 8 на второй вход сумматора 15, на третий вход которого в это время с инверсного выхода второго триггера 9 подается единичный логический уровень,который суммируется с коэффи циентом 0,5 по отношению к сигналам, поступающим на второй вход сумматора 15. Система ФАПЧ, отслеживая сигналы с выхода сумматора 15, настраивает генератор 5 последовательно на три точки ФЧХ измерительной камеры 1: на опорную с фазой 4₀ , соответствующую нулевому состоянию второго триггера 9; на 4θ- , соответствующую интервалу совпадения единичных уровней обоих триггеров; на

4,,+ — > соответствующую совпаде- нию единичного состояния второго триггера 9 с нулевым состоянием первого триггера 8. Частоты генератора f ( 40, f (ч-f) и f ( 4_д +Д) , соответствующие фазам 4 , νς- j и 4 + , являются исходными для выо 4 _ числения величины 8f, пропорциональной коэффициенту поглощения уль5 тразвука и величины д£, пропорциональной шагу подстройки устройства.

Величина формируется в пер- ¹ вом реверсивном счетчике 12, на счетный вход которого поступает сигнал с генератора 5, совпадающий с единичным уровнем сигнала Т , поступающего на второй вход схемы 19 совпадения с выхода таймера 7. При поступлении на управляющий вход первого реверсивного счетчика 12 единичного уровня он производит суммирование частот f ( ^)_s соответствующих первому и второму интервалам счета (фиг.З). Частота f (М* 7 > соответствующая третьему и четвертому интервалам счета, будет дважды вычтена из кода, накопленного за первые два интервала. Вычитание обеспечивается поступлением нулевого уровня на управляющий вход первого реверсивного счетчика 12 с выхода второго триггера 9..

Код девиации частоты 8f формируется на выходе второго реверсивного счетчика 22 за счет того, что на „счетный вход этого счетчика поступает сигнал с выхода первой схемы 16 совпадения, на первый вход которой поступает сигнал с выхода четвертой схемы совпадения, а на второй вход сигнал с выхода второго триггера 9, который единичным уровнем разрешает прохождение сигналов частоты f ( Ч, ^- лг~) ^и f ( Ч¹ + -?-) · соответствующих единичному и нулевому уровням сигнала +8ч . Сигнал, поступающий^- на управляющий вход второго реверсивного счетчика 22 с выхода первого триггера 8, обеспечивает суммирование кода f ( Μ’θ - -?) и вычитание кода f ( ψ_ο + Z) .

Величина f ( ψ ) формируется на счетчике 23 за счет поступления на его счетный вход сигнала частоты генератора 5, прошедшего через схему 19 совпадения на первый вход схемы 18 совпадения, на второй вход которой поступает сигнал единичного уровня , совпадающий с третьим и четвертым' интервалами счета.

По окончании каждого цикла с помощью фронта сигнала Т_ц , поступившего с прямого выхода второго триггера 9 на входы записи буферных регистров 13 и 20, коды, сосчитанные на счетчиках 12, 22 и 23, переписываются в соответствующие буферные регистры. Спустя задержку, необходимую для переписи кодов, сигналом R поступившим на входы установки в нуль счетчиков

12, 22 и 23 с прямого выхода второго 5 триггера 9 через элемент 10 задержки и дифференцирующую цепь 11, производится сброс накопленных в счетчиках кодов. Коды 6f и f (ч> ) , записанные в буферный регистр 20, поступают на 10 вход схемы 21 отображения. Величина

Δ f, записанная в буферный регистр

13, в цифроаналоговом преобразователе 14 преобразуется в аналоговую величину и через первый вход суммато- ра 15 поступает на управляющий вход фазовращателя 4 в качестве сигнала отрицательной обратной связи, обеспечивающей подстройку фазы сигнала, поступающего на второй вход фазово20 го детектора 6.

В процессе подстройки за счет перемещения точки Ч_о ФЧХ в точку симметрии разность частот z\f сводится до нуля. Процесс подстройки поясняет 25 фиг.4. При смещении опорной фазы

Ч_о относительно центра симметрии вправо (в центре симметрии ч = nil) средняя частота модуляции £_ср'%ольше £(Ψ_Ο) и разность частот д f>0 ,что 30 показано на фиг.4а. При смещении Ч_о влево относительно фазы Ч⁷^ = η В (фиг.4б) частота fc._p меньше f(^_o), azjf<0. При Ψ_ο = η ТГ (фиг.4в) величина д£ равна нулю. За счет данной ₃₅ цепи подстройки компенсируют малые смещения , а грубые смещения устраняют при настройке устройства с помощью выбора режима работы фазовращателя, при котором Ч’о лежит в 40 окрестности фазы Ч⁷ = п1Г , что контролируют по величине д f. Малые отклонения Ч⁷ приводят к пропорциональному изменению af, которые и компенсируются с помощью рассматриваемой цепи подстройки фазовращателя 4.

Преимущества предлагаемых способа и устройства объясняются следующими обстоятельствами.

Повышение точности измерений обусловлено высокой чувствительностью величины разности частот if, выделяемой в качестве сигнала отрицатель ной обратной связи в цепи подстрой55 ки фазовращателя к отклонению опорной фазы S’ от центра симметрии ФЧХ, соответствующего середине резонанса. Как виДно из фиг.1, на которой пока- зана примерная форма ФЧХ, если ψ_ο соответствует центру симметрии ФЧХ измеряемая разность частот равна нулю. Отклонение частоты опорной фазы на df приводит к появлению не нулевой разности частот zsf, равной 2(k - 1)df,

1265605' 8 частотой, соответствующей фазе среднего уровня модуляции, изменяют полученную разность частот до нуля и получают фазу, по частоте которой су5 дят о скорости распространения ультразвука, а по девиации этой частоты судят о коэффициенте поглощения ультрагде k-g ОК 10 характеризует отношение приращений частоты в точках % + £% по отношению к приращению частоты в центре , ФЧХ при смещении опорной фазы на величину d f . 15

I

В известном способе отклонение частоты, соответствующей средней фазе модуляции, от центральной частоты ФЧХ на малую величину df не приводит к изменению девиации частоты <8 f в результате того, что обе частоты f ( ^ - S Ч ) и f ( Ч_о + й ) получают одинаковые по знаку и величине приращения . Теоретически предлагаемое техническое решение имеет бесконечно большую чувствительность по сравнению с известным. Практически величина к равна 2,6, поэтому отклонение частоты опорной фазы на + 0,3 Гц * 30 приводит к появлению разности частот

Af = + 1 Гц. Для известного способа отклонение частоты опорной фазы,приводящее к выявлению разности девиации частоты S f в 1 Гц, соответствует величине df = 20 - 40 Гц, которая 35 сильно зависит от коэффициента поглощения. Для предлагаемого способа подстройка осуществляется за один цикл измерения и только тогда, когда af не равна нулю.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области ультразвуковых измерений и может найти применение в химической промьшшенности , в научно-исследовательских и заводских лаборатори х дл  прецизионных измерений акустических параметров жидких сред. Цель изобретени  - повьшение точности , сокращение времени и упрощение измерений за счет трехуровневой модул ции фазы. На фиг.1 показана форма фазочастотной характеристики (ФЧХ) измерительной камеры с исследуемой средой; на фиг 2 - блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства; на фиг.4соотношение измер емых величин. Устройство дл  реализации предлагаемого способа содержит измерительную камеру 1 посто нной длины с излучакдцим 2 и приемным 3 ультразвуковыми преобразовател ми, фазовращател 4,управл емый по частоте генератор 5,выход которого соединен с излучающим ультразвуковым преобразоватеjffeM 2 и входом фазовращател  4, фазовьй детектор 6, первый вход которого соединен с выходом приемного ультразвукового преобразовател  3, а второй вход - с выходом фазовращател  4, последовательно соединенными таймером 7, первым 8 и вторым 9 счетными триггерами, элементом )0 задержки и дифференцирующей цепью 11 последовательно соединенными первым реверсивньм счетчиком 12, первым бу-ферным регистром 13, цифроаналоговым преобразователем 14 и сумматором 15 выход которого соединен с управл ющим входом фазовращател  4, четырь„м  схемами 16 - 19 совпадени , после довательно соединенными вторым буфер ным регистром 20 и схемой 21 отображени , вторым реверсивным счетчиком 22, выходы которого соединены с входами второго буферного регистра 20, счетный вход второго реверсивного счетчика 22 - с выходом первой схемы 16 совпадени , а управл ющий вход с выходом первого счетного триггера 8 и первым входом второй схемы 17 совпадени , выход которой соединен вторым входом сумматора 15, а второй вход второй схемы совпадени  17 с пр мым выходом второго счетного триггера 9, управл ющим входом перв го реверсивного счетчика 12, входам 1 5 записи первого 13 и второго 20 буферных регистров, и вторым входом первой схемы 16 совпадени , первый вход которой соединен с первым входом третьей схемы 18 совпадени , счетным входом первого реверсивного счетчика 12 и выходом четвертой схемы 19 совпадени , первьй вход которой соединен с выходом генератора 5, а второй вход - с выходом таймера 7, третьим счетчиком 23, выходы котороГО соединены с входами второго буферного регистра 20, счетньм вход - с выходом третьей схемы 18 совпадени , . второй вход которой соединен с инверсным выходом второго счетного триггера 9 и третьим входом сумматора 15, выход фазового детектора 6 соединен с управл ющим входом генератора 5, входы установки в нуль счетчика 12, 22 и 23 соединены с выходом дифференцирующей цепи 11. Сумматор 15 обеспечивает суммирование сигналов, поступающих на его входы. Коэффициент суммировани  по третьему входу в два раза меньше коэффициента суммировани  по второму входу. Реверсивные счетчики 12 и 22 выполн ют суммирование и вычитание числа периодов сигналов, поступающих на счетные входы. Суммирование происходит при единичном, а вычитание при нулевом уровн х на управл ющих входах счетчиков. Третий счетчик 23 имеет на входе счетньй триггер. Этот триггер выполн ет функцию делени  на два.Схема 21 отображени  обеспечивает вывод на индикацию значений, поданных на ее вход. Буферные регистры 13 и 20 запоминают на выходах входные коды, соответствующие моменту по влени  на входе записи каждого регистра переднего фронта сигнала. Дифференцирующа  цепь 11 формирует короткий им1 пульс, соответствующий переднему фронту поступающего на ее вход сигнала. Таймер 7 формирует цифровой сигнал, высокий и низкий уровни которого по длительности строго фиксированы. Высокий уровень определ ет интервах т счета Т(.ц частоты, а низкий превышает врем  установлени  переходного процесса в акустической камере (фиг.З) Способ реализуетс  с помощью устройства следующим образом. Измерительную камеру 1 заполн ют растворителем с известными значени ми скорости распространени  С. и коэффициента поглощени  Ы ультразвука. Дл  биологических сред в качестве растворител  как правило, используют дистиллированную воду, в которой скорость распространени  ультразвука С при 25°С равна 1496, 687 м/с и коэффициент поглощени  ot равен 3-10 Т1п/м Записьгаают установившиес  значени  частоты опорной фазы f (Ч|,) и девиации частоты &amp; fp . Затем измерительную камеру 1 заполн ют исследуемьм раствором и по установившимс  значени м частоты опорной фазы f ( Vv) и девиации частоты S f определ ют скорость распространени  и коэффициент поглощени  ультразвука дл  исследуемого раствора. Скорость ультразвука Cj в исследуемом растворе определ етс  из слёдующего вьфажени : С. сД1 - (1) Коэффициент поглощени  в исследуемой среде о( определ ют в соответствии с выражением . Г . (2) где В - посто нна , характеризующа  потери энергии в измерительной камере 1, не св занные с поглощением ультразвука в ис следуемом растворе. в г(Т) fp--;- - з Величину В определ ют один раз дл конкретной измерительной камеры 1 по величинам девиации частоты, частоты опорной фазы и известным табличным величинам Ы и С дл  растворител  (в данном случае - воды), залитого в измерительную камеру 1, Устройство работает следующим образом . Напр жение генератора 5 возбуждает излучакшщй ультразвуковой преобра зователь 2, который излучает ультразвуковые волны, распростран ющиес .в исследуемой среде, заполн кщей измери тельную камеру 1. Ультразвуковые вол ны преобразуютс  в электрические .кол бани  приемным ультра звук овьлм преобразователем 3 и поступают на первый вход фазового детектора 6, на второй вход которого подаетс  сигнал генератора 5, сдвинутый по фазе фазовращателем 4. С выхода фазового детектора 6 сигнал уровн , пропорционального разности фаз входных сигналов, поступает на вход генератора 5 в качестве сигнала отрицательной обратной св зи, обеспечивающей фазовую автоматическую постройку частоты (ФАПЧ), котора  сводит к нулю разность фаз ч сигналов, поступающих на входы фазового детектора 6. Фазовращатель 4 периодически по сигналам +8f первого счетного триггера 8 (фиг.З), поступаклцим через вторую схему 17 совпадени  и сумматор 15 на управл ющий вход фазовращател  4, генерирует скачки фазы величиной ± т , которые компенсируютс  за счет перестройки частоты генератора 5 по цепи ФАПЧ. Устройство работает по циклам, задаваемым с помощью сигнала Т на пр мом выходе второго счетного триггера 9. Сигнал Т формируетс  путем делени  частоты сигнала модул ции фаз ± Ч , поступающего с выхода первого счетного триггера 8. При низком логическом уровне сигнала Т запрещаетс  прохождение сигнала t (5у с выхода первого триггера 8 на второй вход сумматора 15, на третий вход которого в это врем  с инверсного выхода второго триггера 9 подаетс  единичный логический уровень,который суммируетс  с коэффициентом 0,5 по отношению к сигналам, поступающим на второй вход сумматора 15. Система ФАЛЧ, отслежива  сигналы с выхода сумматора 15, настраивает генератор 5 последовательно на три точки ФЧХ измерительной камеры 1: на опорную с фазой 4 , соответствукщую нулевому состо нию второго триггера 9; на - , соответствующую интервалу совпадени  единичных уровней обоих триггеров; на Ч + - , соответствукицую совпадению единичного состо ни  второго триггера 9 с нулевым состо нием первого триггера 8. Частоты генератора f (%:. f (ч-f) и f (f,). соответствукицие фазам f , - j и Ч + -J  вл ютс  исходными дл  вычислени  величины В f, пропорциональной коэффициенту поглощени  ультразвука и величины д, пропорциональной шагу подстройки устройства. Величина / формируетс  в первом реверсивном счетчике 12, на счет ньй вход которого поступает сигнал с генератора 5, совпадающий с единичным уровнем сигнала Т , поступающего на второй вход схемы 19 совпадени  с выхода таймера 7. При поступлении на управл ющий вход первого реверсивного счетчика 12 единичного уровн  он производит суммирование частот f ( -1 ) и f ( Jt), соответствующих первому и второму интервалам счета (фиг.З). Частота f (Ч) соответствующа  третьему и четвертому интервалам счета, будет дважды вычтена из кода, накопленного за первые два интервала. Вычитание обеспечиваетс  поступлением нулевого уровн  на управл ющий вход первого реверсивного счетчика 12 с выхода второго триггера 9. Код девиации частоты Sf формируетс  на выходе второго реверсивного счетчика 22 за счет того, что на ,счетный вход этого счетчика поступает сигнал с выхода первой схемы 16 совпадени , на первый вход которой пос.тупает сигнал с выхода четвертой схемы совпадени , а на второй вход сигнал с выхода второго триггера 9, которьм единичным уровнем разрешает прохождение сигналов частоты f С „ - ) и f ( 4.+ г-) , соответ ствующих единичному и нулевому уров н м сигнала +8Ч . Сигнал, nocTynajo щикг на управл ющий вход второго реверсивного счетчика 22 с выхода пер вого триггера 8, обеспечивает сумми V - 7 рование кода и вычитани кода f ( fJ, + f ( Lf ) формируетс  на Величина счетчике 23 за счет поступлени  на его счетный вход сигнала частоты ге нератора 5, прошедшего через схему 19 совпадени  на первый вход схемы 18 совпадени , на второй вход которой поступает сигнал единичного уро н  , совпадающий с третьим и четверт интервалами счета. По окончании каждого цикла с пом щью фронта сигнала Т , поступившег с пр мого выхода второго триггера 9 на входы записи буферных регистров 13 и 20, коды, сосчитанные на счетч ках 12, 22 и 23, переписываютс  в с ответствующие буферные регистры. Сп 056 ст  задержку, необходимую дл  переписи кодов, сигналом R , поступившим на входы установки в нуль счетчиков 12,22 и 23 с пр мого выхода второго триггера 9 элемент 10 задержки и дифференцирующую цепь 11, производитс  сброс накопленных в счетчиках кодов. Коды 6f и fC), записанные в буферный регистр 20, поступают на вход схемы 21 отображени . Величина f, записанна  в буферный регистр 13,в цифроаналоговом преобразователе 14 преобразуетс  в аналоговую величину и через первый вход сумматора 15 поступает на управл ющий вход фазовращател  4 в качестве сигнала отрицательной обратной св зи, обеспечивающей подстройку фазы сигнала, поступающего на второй вход фазового детектора 6. В процессе подстройки за счет перемещени  точки ч ФЧХ в точку симметрии разность частот uf сводитс  до нул . Процесс подстройки по сн ет фиг.4, При смещении опорной фазы ч относительно центра симметрии вправо (в центре симметрии Ч nit) средн   частота модул ции роольше ) и разность частот ,что показано на фиг.4а. При смещении Ч влево относительно фазы -С,, пТ1 (фиг.4б) частота меньше ,), aafiO. При if. пТГ (фиг.4в) величина д равна нулю. За счет данной цепи подстройки компенсируют малые смещени  Ч , а грубые смещени  устран ют при настройке устройства с помощью выбора режима работы фазовращател , при котором лежит в ,,. окрестности фазы Ч пТГ , что контролируют по величине д f. отклонени  Ч привод т к пропорциональному изменению af, которые и компенсируютс  с помощью рассматриваемой цепи подстройки фазовращател  4. Преимущества предлагаемых способа и устройства объ сн ютс  следующими обсто тельствами. Повышение точности измерений обусловлено высокой чувствительностью величины разности частот u.f, вьщел емой в качестве сигнала отрицательной обратной св зи в цепи подстройки фазовращател  к отклонению опорной фазы Чд от центра симметрии ФЧХ, соответствующего середине резонанса. Как из фиг.1, на которой показана примерна  форма ФЧХ, если p соответствует центру симметрии ФЧХ измер ема  разность частот д равна нулю. Отклонение частоты опорной фазы на df приводит к по влению не нулевой разности частот f, равной 2(k - 1)df, Jlf . Й Hf / %- rff характеризует отношение приращений частоты в точках по отношению к приращению частоты в центре ФЧХ при смещении опорной фазы на величину d Ч . I В известном способе отклонение частоты, соответствующей средней фазе модул ции, от центральной частоты ФЧХ на малую величину df не приводит к изменению девиации частоты Л f в результате того, что обе частоты f() и (Чо + 5ч) получают одинаковые по знаку и величине приращени  . Теоретически предлагаемое техническое решение имеет бесконечно большую чувствительность по сравнению с известным. Практически величина k равна 2,6, поэтому отклоне ,ние частоты опорной фазы на + 0,3 Гц приводит к по влению разности частот uf. + 1 Гц. Дл  известного способа отклонение частоты опорной фазы,привод щее к вы влению разности девиации частоты S f в 1 Гц, соответству ет величине df 20 - 40 Гц, котора сильно зависит от коэффициента поглощени . Дл  предлагаемого способа подстройка осуществл етс  за один цикл измерени  и только тогда, когда иf не равна нулю. Формула изобретени  1. Способ измерени  скорости распространени  и коэффициента поглоще нп  ультразвука,заключающийс  в соз Дании сто чих волн в акустической ка мере с исследуемой средой и дискретной модул ции разности фаз между сиг налом на входе и сигналом на выходе акустической камеры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, сокращени  времени и упрощени  измерений, осуществл ют трехуровневую модул цию разности фаз измер ют разность между суммой двух частот, соответствующих фазам крайних уровней модул ций, и удвоенной 058 частотой, соответствующей фазе среднего уровн  модул ции, измен ют полученную разность частот до нул  и получают фазу, по частоте которой суд т о скорости распространени  ультразвука , а по девиации этой частоты суд т о коэффициенте поглощени  ультразвука .
2. 2. Устройство дл  осуществлени  способа измерени  скорости распространени  и коэффициента поглощени  ультразвука, содержащее измерительную камеру посто нной длины с излучающим-и приемным ультразвуковыми преобразовател ми , фазовращатель, генератор , выход которого соединен с излучающим ультразвуковым преобразователем и входом фазовращател , фазовый детектор, первьм вход которого соединен с выходом приемного ультразвуково го преобразовател , а второй вход - с выходом фазовращател , о т л .и ч а ющ е е с   тем, что оно снабжено последовательно соединенными таймером, первым и вторым счетными триггерами, элементом задержки и дифференцирующей цепью, последовательно соединенн -ми первым реверсивным счетчиком, первым буферным регистром,цифроаналоговым преобразователем и сумматором, выход которого соединен с управл ющим входом фазовращател ,четырьм  схемами совпадени , последовательно соединенными .рторым буферным регистром и бло отображени , вторым реверсивным счетчиком, выходы которого соединены с входами второго буферного регистра, счетный вход соединен с выходом первой схемы совпадени , а управл ющий вход с выходом первого счетного триггера и первым входом второй схемы совпадени , выход которой соединен с вторым входом сумматора, а второй вход - с пр мым выходом второго счетного триггера, управл ющим входом первого реверсивного счетчика, входами записи первого и второго буферных регистров и первым входом первой схемы совпадени , второй вход которой соединен с первым входом третьей схемы совпадени , счетным входом первого реверсивного счетчика и выходом четвертой схемы совпадени , первый вход которой соединен с выходом генератора, а второй вход - с выходом таймера, ретьим счетчиком, выходы которого оединены с входами второго буферного регистра, счетный вход - с выходом

   9126560510

   третьей схемы совпадени , второй вход тектора соединен с входом генератора, которой соединен с инверсным выходом входы установки в нуль всех счетчиков второго счетного триггера и третьим соединены с выходом дифференцирующей ;входом бумматора, выход фазового де- цепи.

   Период цимла U3ffepe ua

   I -f I f -(f ITZl

   UHmeflSo/ib/ уста/ о е//ш резона /са

   7trTtr7trn:rT

   P интеруоло/ Ci/еша

   .7