SU1384961A1 - Device for measuring velocity of ultrasound waves - Google Patents

Device for measuring velocity of ultrasound waves Download PDF

Info

Publication number
SU1384961A1
SU1384961A1 SU864135549A SU4135549A SU1384961A1 SU 1384961 A1 SU1384961 A1 SU 1384961A1 SU 864135549 A SU864135549 A SU 864135549A SU 4135549 A SU4135549 A SU 4135549A SU 1384961 A1 SU1384961 A1 SU 1384961A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
input
frequency
output
mixer
Prior art date
Application number
SU864135549A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Андреевич Калмыков
Валерий Васильевич Кийко
Александр Петрович Орлов
Original Assignee
Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова filed Critical Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority to SU864135549A priority Critical patent/SU1384961A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1384961A1 publication Critical patent/SU1384961A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области исследовани  материалов и предназначено дл  измерени  скорости ультра- звуковьк волн в средах с большим затуханием . Цель изобретени  - повыше ние точности измерени  скорости ульт- развуковЬгх волн за счет повьшени  отношени  сигнал-шум. В устройстве кроме измерени  скорости по интервалу времени между максимумами огибающей преобразованного сигнала, соответствующими резонансам излучаемых частотно-модулированных ультразвуковых волн, в измерительной камере с исследуемым материалом проводитс  измерение скорости по задержке распространени  ультразвуковых волн, когерентное накопление реализаций квантованного по амплитуде и во времени преобразованного сигнала, повьпиающее отношение сигнал-шум, а также спектральный анализ усредненной реализа- ции преобразованного сигнала с помощью алгоритма быстрого преобразовани  Фурье. 2 ил. i (Л СThis invention relates to the field of materials research and is intended to measure the speed of ultrasonic waves in environments with high attenuation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the velocity of ultrasonic waves by increasing the signal-to-noise ratio. In the device, in addition to measuring the velocity over the time interval between the maxima of the envelope of the transformed signal, corresponding to the resonances of the emitted frequency-modulated ultrasonic waves, in the measuring chamber with the material under study, the velocity is measured by the propagation delay of ultrasonic waves, coherent accumulation of realizations of the transformed signal, quantized in amplitude and time, the signal-to-noise ratio as well as the spectral analysis of the averaged realization are transformed th signal using fast Fourier transform algorithm. 2 Il. i (Л С

Description

00 00 4ik. СО00 00 4ik. WITH

ОдOd

Изобретение относитс  к области исследовани  материалов с помощью ультразвуковых колебаний и может быть лрименено дл  измерени  скорости акустических волн в средах с большим затуханием.The invention relates to the field of materials research using ultrasonic vibrations and can be applied to measure the speed of acoustic waves in environments with high attenuation.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  скорости распространени  ультразвуковых волн в средах Q с большим затуханием за счет повышени  отношени  сигнал-шум.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the velocity of propagation of ultrasonic waves in Q media with high attenuation due to an increase in the signal-to-noise ratio.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений и законы 15 изменени  частот сигналов, по сн ющие работу устройства..FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 shows voltage plots and laws 15 of signal frequency variations explaining device operation.

Устройство содержит последовательно соединенные модул тор 1, высокочастотный генератор 2 перестраивае- 20 мой частоты, усилитель 3 мощности, излучающий преобразователь 4, измерительную камеру 5, приемный преобразователь 6, усилитель 7 напр жени , смеситель 8, фильтр 9 нижних частот, 25 аналого-цифровой преобразователь 10, вычислитель 11 и индикатор 12. Выход высокочастотного генератора 2 перестраиваемой частоты соединен с перплитуде режим работы смесител  8, подаетс  на второй вход смесител  8 на первый вход которого поступает сигнал с выхода высокочастотного ге нератора 2 перестраиваемой частоты. Частота полезной компоненты сигналаThe device contains serially connected modulator 1, high-frequency oscillator 2 of tuned 20 frequency, power amplifier 3, radiating converter 4, measuring chamber 5, receiving converter 6, voltage amplifier 7, mixer 8, low-pass filter 9, 25 analog-digital The converter 10, calculator 11 and indicator 12. The output of the high-frequency generator 2 of the tunable frequency is connected to a full range of the operating mode of the mixer 8, fed to the second input of the mixer 8 to the first input of which a signal is output from High Frequency Generator 2 Tunable Frequency. Frequency of the useful signal component

(f и f. на фиг. 2а), присутствующего на втором входе смесител  8, и мен етс  по тому же закону, что и частота излучаемого сигнала (f, на фиг. 2а), присутствующего на первом входе смесител  8, однако полезна  компонента сигнала, присутствующего на втором входе смесител  8, запаздьгаает на величину с (фиг.2а) отно(f and f. in Fig. 2a), present at the second input of the mixer 8, and vary according to the same law as the frequency of the emitted signal (f, in Fig. 2a), present at the first input of the mixer 8, however, the useful component the signal present at the second input of the mixer 8 is delayed by the value of c (Fig. 2a)

о сительно сигнала, присутствующего нabout a signal present n

первом входе смесител  8. В результ те перемножени  этих сигналов на вы ходе смесител  8 образуетс  преобра зованньй сигнал, частота которого fg. |fp-fc/ (фиг. 26) пропорциональна величине Г, . Различным временам распространени  акустических волн будут соответствовать различные зна чени  частот fj- . Амплитуда преобра зованного сигнала возрастает при ре зонансе в исследуемом веществе, ко- торьй наступает в том случае, когдаthe first input of the mixer 8. As a result of multiplying these signals at the output of the mixer 8, a conversion signal is produced, the frequency of which is fg. | fp-fc / (Fig. 26) is proportional to the value of T,. Different times of propagation of acoustic waves will correspond to different values of the frequencies fj-. The amplitude of the transformed signal increases with the resonance in the test substance, which occurs in the case when

вым входом смесител  8, а второй вход 30 длине измерительной камеры, зать м the input input of the mixer is 8, and the second input 30 is the length of the measuring chamber;

1384961213849612

плитуде режим работы смесител  8, подаетс  на второй вход смесител  8, на первый вход которого поступает сигнал с выхода высокочастотного генератора 2 перестраиваемой частоты. Частота полезной компоненты сигналаIn this mode, the operation mode of the mixer 8 is fed to the second input of the mixer 8, to the first input of which a signal is output from the high-frequency generator 2 of a tunable frequency. Frequency of the useful signal component

(f и f. на фиг. 2а), присутствующего на втором входе смесител  8, измен етс  по тому же закону, что и частота излучаемого сигнала (f, на фиг. 2а), присутствующего на первом входе смесител  8, однако полезна  компонента сигнала, присутствующего на втором входе смесител  8, запаздьгаает на величину с (фиг.2а) отноо сительно сигнала, присутствующего на(f and f. in Fig. 2a), present at the second input of the mixer 8, changes according to the same law as the frequency of the emitted signal (f, in Fig. 2a), present at the first input of the mixer 8, however, the useful signal component present at the second input of the mixer 8 is delayed by the value of c (Fig. 2a) relative to the signal present at

первом входе смесител  8. В результате перемножени  этих сигналов на выходе смесител  8 образуетс  преобра- зованньй сигнал, частота которого fg. |fp-fc/ (фиг. 26) пропорциональна величине Г, . Различным временам распространени  акустических волн будут соответствовать различные зна-. чени  частот fj- . Амплитуда преобразованного сигнала возрастает при резонансе в исследуемом веществе, ко- торьй наступает в том случае, когдаthe first input of the mixer 8. As a result of multiplying these signals at the output of the mixer 8 a conversion signal is formed, the frequency of which is fg. | fp-fc / (Fig. 26) is proportional to the value of T,. Different wave propagation times will correspond to different signs. The frequencies fj-. The amplitude of the transformed signal increases at resonance in the substance under study, which occurs in the case when

аналого-цифрового преобразовател  10 соединен со вторым выходом модул тора 1.analog-to-digital converter 10 is connected to the second output of the modulator 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В модул торе 1 формируетс  аналоговый сигнал пилообразной формы, поступающий на высокочастотный генератор 2 перестраиваемой частоты и измен ющий его частоту по закону несим- метричной пилы (fp на фиг. 2а). ... Электрический сигнал с выхода .высокочастотного генератора 2 перестраиваемой частоты, усиленный усилителем 3 мощности, поступает на излучающий преобразователь 4, установленньй в измерительной камере 5. Излучающий преобразователь 4 Преобразует электрический сигнал в акустический, который распростран етс  в исследуемом веществе и воздействует на приемный преобразователь 6. На выходе приемного преобразовател  6 вьщел етс  электрический сигнал, представл ющий аддитивную смесь шумовой и полезной компонент. Выходной сигнал приемного преобразовател  6, усиленньй усилителем 7 напр жени  до необходимой величины , обеспечивающей линейньй по ам5In the modulator 1, an analog sawtooth signal is generated, which arrives at the high frequency generator 2 of a tunable frequency and changes its frequency according to the law of an asymmetric saw (fp in Fig. 2a). ... An electrical signal from the output of a high-frequency generator 2 of tunable frequency, amplified by a power amplifier 3, is fed to a radiating transducer 4 installed in the measuring chamber 5. Emitting transducer 4 Converts an electrical signal to an acoustic signal that propagates in the test substance and acts on the receiving one transducer 6. At the output of transducer 6, there is an electrical signal representing an additive mixture of noise and useful components. The output signal of the receiving transducer 6, amplifying the amplifier 7 voltage to the required value, providing a linear am5

00

5five

00

5five

полн емой исследуемым веществом, укладываетс  целое число ультразвуковых полуволн зондирующего сигнала. Сигнал, образующийс  на выходе смесител  8 (фиг. 2в - случай малого затухани  акустических волн, фиг.2г - случай большого затухани  акустических волн), фильтруетс  фильтром 9 нижних частот, полоса которого выбрана таким образом, чтобы пропустить преобразованньм сигнал с широким диапазоном fJ. (что соответствует широкому диапазону скоростей продольных волн исследуемых веществ), не искаженным по амплитуде, и не пропускать сигналы с частотами f, f, f f и другими комбинационными составл ющими . С выхода фильтра 9 нижних частот преобразованный сигнал (фиг.2в и 2г) подаетс  на аналого-цифровой преобразователь 10, на второй вход которого поступают импульсы тактовой частоты со второго выхода модул тора 1 (фиг. 2д), осуществл ющие дискретизацию преобразованного сигнала во времени. В момент действи  импульсов тактовой частоты происходит квантование преобразованного сигнала по амплитуде (фиг. 2е). Отсчеты сигналаwith a test substance, an integer number of ultrasonic half-waves of the probing signal is placed. The signal generated at the output of the mixer 8 (Fig. 2c - the case of low attenuation of acoustic waves, Fig. 2d - the case of large attenuation of acoustic waves), is filtered by a low-pass filter 9, the band of which is chosen so as to skip the converted signal with a wide range fJ. (which corresponds to a wide range of velocities of the longitudinal waves of the studied substances), not distorted in amplitude, and not to transmit signals with frequencies f, f, f f and other combinational components. From the output of the low-pass filter 9, the converted signal (Figs. 2b and 2d) is fed to the analog-to-digital converter 10, the second input of which receives clock pulses from the second output of the modulator 1 (Fig. 2e), which discretize the converted signal over time . At the moment of action of the clock pulses, the transformed signal amplitude quantizes (Fig. 2e). Signal counts

в цифровой форме поступают в вычислитель 11. В вычислителе 11 осуществл етс  цифрова  обработка реализаций преобразованного сигнала биений, результаты которой отображаютс  на экране индикатора 12.Digitally transferred to the calculator 11. In the calculator 11, digital processing of the realizations of the converted beat signal is carried out, the results of which are displayed on the screen of the indicator 12.

Цифрова  обработка осуществл етс  следующим образом. На первом этапе делаетс  когерентное накопление реализаций преобразованного сигнала по периодам модул ции дл  увеличени  отношени  сигнал/шум до уровн , обеспечивающего заданную точность измерени . На втором этапе осуществл етс  измерение продольных волн по временному интервалу между соседними максимумами огибающей квантованного преобразованного сигнала, которые соответствуют соседним акустическим ре- зонансам продольных волн в исследуемом веществе. Полученна  при этом оценка скорости используетс  в дальнейшем дл  идентификации спектральной составл ющей, котора  соответствует пришедшей через исследуемое вещество продольной волне. На третьем этапе усредненньй квантованный во времени и по амплитуде преобразованный сигнал .подвергаетс  спектральному анализу с помощью алгоритма быстрого преобразовани  Фурье с целью увеличени - точности оценки скорости продольных волн.. Результаты обработки отображаютс  на индикаторе 12.Digital processing is carried out as follows. At the first stage, a coherent accumulation of the realizations of the transformed signal is made over the modulation periods to increase the signal-to-noise ratio to a level that ensures the specified measurement accuracy. At the second stage, longitudinal waves are measured over a time interval between adjacent envelopes of the quantized transformed signal, which correspond to adjacent acoustic resonances of longitudinal waves in the substance under study. The resulting velocity estimate is then used to identify the spectral component that corresponds to the longitudinal wave that arrived through the test substance. At the third stage, the averaged transformed signal quantized in time and in amplitude is subjected to spectral analysis using the Fast Fourier Transform algorithm in order to increase the accuracy of the estimation of the velocity of longitudinal waves. The processing results are displayed on the indicator 12.

Измерение дополнительного информационного параметра - задержки распространени  упругих колебаний - осуществл етс  совместно с когерентной обработкой реализаций преобразованного сигнала, повышающей отношение сигнал-шум, и, следовательно, точность измерений. Кроме того, осуществл етс  измерение скорости продоль - ной волны по соседним максимумам огибающей преобразованного сигнала соответствующим резонансам продольной волны в исследуемом веществе или горной породе. Эта оценка скорости используетс  дл  идентификации информативной спектральной составл ю - щей при спектральном анализе преобразованного сигнала, что обеспечивает высокую достоверность измерений.The measurement of the additional information parameter — the delay in propagation of elastic waves — is carried out in conjunction with the coherent processing of realizations of the transformed signal, which increases the signal-to-noise ratio, and, consequently, the accuracy of measurements. In addition, a measurement is made of the velocity of the longitudinal wave at the neighboring maxima of the envelope of the transformed signal with the corresponding resonances of the longitudinal wave in the substance or rock under study. This velocity estimate is used to identify the informative spectral component in the spectral analysis of the converted signal, which ensures high accuracy of measurements.

Измерение дополнительного информационного параметра приводит к тому, что нестабильность коэффициентов уси лени  и фазовых характеристик блоков (узлов) не вли ют на точность измеThe measurement of the additional information parameter leads to the fact that the instability of the gain factors and phase characteristics of the blocks (nodes) do not affect the accuracy of measurements.

5five

рений, так как информационный параметр св зан с частотой преобразованного сигнала.rhenium, since the information parameter is related to the frequency of the converted signal.

Частота преобразованного сигнала fJ св зана со скоростью V акустических волн в исследуемом веществе соотношениемThe frequency of the converted signal fJ is related to the velocity V of acoustic waves in the substance under study by the relation

(1)(one)

где уwhere u

uFiuFi

йЬ крутизна изменени  частоты излучаемого сигнала; геометрическа  длина, рассто ние между принимающим и излучающим преобразовател ми; девиаци  частоты зонди0 the slope of the change in the frequency of the emitted signal; geometrical length, distance between receiving and radiating converters; frequency deviation

5five

Т UT u

рующего сигнала, & F,the steering signal, & F,

1one

MM

период модул ции зондирующего сигнала.period of modulation of the probing signal.

Потенциальна  точность определени  скорости акустических волн(5„от(У) с использованием дополнительного информационного параметра - времени Т, задержки распространени  упругих колебаний, при большом индексе модул ции определ етс  соотношениемThe potential accuracy of determining the velocity of acoustic waves (5 "from (U) using an additional information parameter - time T, the delay of propagation of elastic oscillations, with a large modulation index is determined by the ratio

c..(v)V2c .. (v) v2

.(fr)4- « nor p-ITF Tq. (fr) 4- “nor p-ITF Tq

(2)(2)

5five

00

5five

00

5five

где С- пот и (Гwhere is sweat and (r

ПотSweat

Сгг)Crg)

(ff)(ff)

- соответственно точности определени  частоты преобразованного сигнала и задержки Ci. Из (2) следует, что точность тем выше, чем больше отношение сигнал- шум и полоса частот излучаемого сигнала (при большом индексе модул ции полоса линейно-частотного модулированного сигнала равна его девиации). Величина ЛЕл ограничена полосой пропускани  пьезопреобразователей. Поэтому в устройстве высока  точность измерени  скорости обеспечиваетс  нар ду с использованием наиболее широкополосных пьезопреобразователей путем увеличени  отношени  сигнал- шум. Дл  этого осуществл етс  когерентное накопление реализаций преоб- ра зованного сигнала длительностью в один период модул ции излучаемого сигнала. Реализаци  сигнала на выхо- .де смесител  8 (большое затухание уп-- ругих колебаний на фиг. 2г) представл ет собой аддитивную сумму полезной составл ющей преобразованного сигнала, повтор ющуюс  в каждом периоде модул ции и шумовой компоненты , источниками которой  вл ютс  собственный тепловой шум приемного тракта (усилител  7 напр жени  и смесител  8) и акустический шум исследуемой среды. Известно, что внут- риприемньш шум  вл етс  стационарным нормальным белым шумом. Относительно акустического шума известно, что спектр его занимает диапазон частот от единиц герц до единиц мегагерц. Полоса пропускани  по уровню 0,707 приемного преобразовател  6, который  вл етс  совместно с излучающим преобразователем 4 самым узкополосным звеном в тракте формировани  и приема высокочастотного частотно-модулированного сигнала, имеет в устройстве значение 500 кГц. Таким образом, акустический шум можно считать стационарным нормальным белым шумом с нулевым средним. При таких услови х обеспечиваетс  эффективное накоплени преобразованного сигнала. Увеличение отношени  сигнал-шум пр мо пропорционально количеству усреднений преобразованного сигнала биений по периодам модул ции. Накопление уда- етс  выполнить благодар  тому, что фазова  структура преобразованного сигнала жестко синхронизирована с пачками тактовых импульсов, постулаю пщх с модул тора 1 на.аналого-цифровой преобразователь 10.- according to the accuracy of determining the frequency of the converted signal and the delay Ci. It follows from (2) that the accuracy is higher, the greater the signal-to-noise ratio and the frequency band of the emitted signal (with a large modulation index, the band of the linear-frequency modulated signal is equal to its deviation). The magnitude of the LU is limited by the bandwidth of the piezo transducers. Therefore, in the device, high accuracy of the velocity measurement is provided along with the use of the widest piezo transducers by increasing the signal-to-noise ratio. For this, a coherent accumulation of realizations of the converted signal with a duration of one period of modulation of the emitted signal is carried out. The realization of the signal at the output of the mixer 8 (the large attenuation of the elastic oscillations in Fig. 2d) is the additive sum of the useful component of the transformed signal, repeated in each modulation period and the noise component, the sources of which are its own thermal reception path noise (voltage amplifier 7 and mixer 8) and acoustic noise of the medium under study. Intra-noise noise is known to be stationary normal white noise. Regarding acoustic noise, it is known that its spectrum occupies a range of frequencies from units of hertz to units of megahertz. The bandwidth on the level of 0.707 receiving transducer 6, which, together with the radiating transducer 4, is the most narrow-band link in the path of the formation and reception of the high-frequency frequency-modulated signal, has a value of 500 kHz in the device. Thus, acoustic noise can be considered stationary normal white noise with zero average. Under such conditions, an efficient accumulation of the converted signal is ensured. An increase in the signal-to-noise ratio is directly proportional to the number of averages of the converted beat signal over modulation periods. Accumulation can be performed due to the fact that the phase structure of the transformed signal is rigidly synchronized with the bursts of clock pulses, sent from the modulator 1 to the analog-to-digital converter 10.

В усредненной по периодам модул ции реализации преобразованного сиг- вала алгоритм находит два соседних максимума огибающей. По этим максимумам , соответствующим резонансам акустических волн в исследуемом веществе , определ ют скорость продольных акустических волн. Вычисление осуществл ют по формулеIn the implementation of the transformed signal, averaged over the periods of modulation, the algorithm finds two adjacent envelope maxima. The speed of the longitudinal acoustic waves is determined from these maxima, corresponding to the resonances of the acoustic waves in the substance under study. The calculation is carried out according to the formula

,(3), (3)

где Т - временной интервал между максимумами преобразованного сигнала, определ емый по формуле At,where T is the time interval between the maxima of the transformed signal, defined by the formula At,

где N - число точек между максимумами огибающей преобразованного сигнала;where N is the number of points between the maxima of the envelope of the transformed signal;

ut - временной дискрет между отсчетами реализации преобразованного сигнала (определ - етс  частотой тактовых импульсов ) .ut is the time sampling between samples of the converted signal realization (determined by the frequency of the clock pulses).

е - e -

849616849616

Произвед  таким образом грубую оценку скорости продольных волн, далее преобразованный сигнал подвергаютProduced in this way a rough estimate of the velocity of longitudinal waves, then the converted signal is subjected to

с спектральному анализу с помощью алгоритма быстрого преобразовани  Фурье, в результате чего получают линейчатый спектр реализации преобразованного сигнала. При этом реальные час10 тоты fy; спектральных компонент преобразованного сигнала св заны с нормализованными частотами fj слектра соотношениемwith spectral analysis using the fast Fourier transform algorithm, as a result of which a line spectrum of the transformed signal realization is obtained. At the same time, the real frequencies are 10 fy; the spectral components of the transformed signal are related to the normalized frequencies fj of the spectra by

f5; fi/&t.(4)f5; fi / & t. (4)

15 Дл  обеспечени  высокой точности рценки частоты с помощью быстрого преобразовани  Фурье увеличиваетс  число точек в.анализируемой реализации преобразованного сигнала за счет15 In order to provide high frequency accuracy with the help of the fast Fourier transform, the number of points in the analyzed implementation of the transformed signal is increased due to

20 нулевых расчетов, что приводит к получению интерполированных оценок спектральных компонент и, кроме того, уменьшаетс  интервал &t дискретизации во времени преобразованного сигнала20 zero calculations, which results in interpolated estimates of the spectral components and, in addition, the sampling time interval & t of the converted signal

25 в аналого-цифровом преобразователе 10.25 to analog-to-digital converter 10.

Поскольку преобразованный сигнал  вл етс  многокомпонентным из-за того , что в исследуемой среде распростран ютс  колебани  различных типовSince the transformed signal is multicomponent due to the fact that oscillations of various types propagate in the test medium.

30 (продольные, поперечные и прочие колебани ) , то в результате спектрального анализа получаетс  набор оценок задержек распространени  упругих колебаний:30 (longitudinal, transverse, and other), a spectral analysis yields a set of estimates for the propagation delays of elastic waves:

г. f „ . --Й-(5)f. --Y- (5)

I - Р Т1 Ч- / I - P T1 H- /

О, йЪл Oh yyl

На следующем этапе используетс  оценка скорости продольной волны, полученна  из анализа временного положени  резонансных максимумов оги-.. бающего преобразованного сигнала, дл  идентификации спектральной составл ющей , св занной с продольными упругими колебани ми. В случае резко 45 неоднородной среды (что характерно дл  горных пород) принимаетс  во внимание тот факт, что продольна  волна имеюща  самую высокую скорость, об.о- значитс  в спектре преобразованного сигнала как первый спектральный мак-At the next stage, an estimate of the velocity of the longitudinal wave, obtained from the analysis of the temporal position of the resonant maxima of the magnifying transformed signal, is used to identify the spectral component associated with the longitudinal elastic oscillations. In the case of a sharply inhomogeneous medium (which is typical of rocks), the fact that the longitudinal wave has the highest speed is taken into account, which means, in the spectrum of the transformed signal, as the first spectral peak.

по- ,by- ,

3535

4040

5050

5555

симум на частоте f. Вычислив с мощью соотношений (4) и (5) задержку , соответствующую данной частоте ff, скорость продольной волны определ ю1Т по формулеmaximum at frequency f. By calculating with the power of relations (4) and (5) the delay corresponding to a given frequency ff, the velocity of the longitudinal wave was determined by the formula

,, (6),, (6)

где Р - рассто ние между излучающим и принимающим преобразовател ми , считаетс  известным.where P is the distance between the emitting and receiving transducers, is considered known.

В спектре сигнала биений содержитс  также информаци  о скорости ультразвуковых волн других типов, идентификаци  этих волн св зана с конкретным исследуемым веществом.The beat signal spectrum also contains information about the speed of ultrasound waves of other types, the identification of these waves is associated with a particular test substance.

Результаты отображаютс  на индикаторном устройстве в виде графического изображени  спектра преобразованного сигнала и числовых данных, соот- ветствующих измеренным значени м продольной скорости.The results are displayed on the indicator device in the form of a graphic image of the spectrum of the transformed signal and numerical data corresponding to the measured values of the longitudinal velocity.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  скорости ультразвуковых волн, содержащее измерительную камеру, высокочастотный генератор перестраиваемой частоты, излучакнций и приемный преобразователи , установленные в измерительной камере, усилитель напр жени , вход которого подключен к выходу приемноп A device for measuring the speed of ultrasonic waves, containing a measuring chamber, a high-frequency tunable frequency generator, emitters and receiving transducers installed in the measuring chamber, a voltage amplifier whose input is connected to the output receiver 5five 00 го преобразовател , и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений дл  сред с большим затуханием, оно снабжено модул тором, усилителем мощности , последовательно соединенными смесителем, фильтром нижних частот, аналого-цифровым преобразователем и вычислителем, выход высокочастотного генератора перестраиваемой частоты соединен с первым входом смесител  и с входом усилител  мощности, выход которого подключен к входу излучающего преобразовател , первый выход модул тора соединен с входом высокочастотного генератора перестраивае- мой частоты, второй выход - с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , выход вычислител  подключен к входу индикатора, а выход усилител  напр жени  - к второму входу смесител  .Converter, and indicator, characterized in that, in order to improve measurement accuracy for environments with high attenuation, it is equipped with a modulator, a power amplifier connected in series with a mixer, low pass filter, analog-to-digital converter and calculator, the output of a high-frequency tunable frequency generator connected to the first input of the mixer and to the input of the power amplifier, the output of which is connected to the input of the radiating converter, the first output of the modulator is connected to the input of the high-frequency gene Ator my tunable frequency, the second output - to a second input of the analog-digital converter, the output calculator connected to the input of the indicator, and the output voltage of the amplifier - a second input of the mixer. - 7- 7 11eleven 1212 Фиг.11
SU864135549A 1986-10-20 1986-10-20 Device for measuring velocity of ultrasound waves SU1384961A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864135549A SU1384961A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for measuring velocity of ultrasound waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864135549A SU1384961A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for measuring velocity of ultrasound waves

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1384961A1 true SU1384961A1 (en) 1988-03-30

Family

ID=21263207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864135549A SU1384961A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for measuring velocity of ultrasound waves

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1384961A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221629A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д" Method and device for determining the arrival time of a pulse

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 425110, кл. G 01 Н 5/00, 1973. Авторское свидетельство СССР № 1000899, кл. G 01 Н 5/00, 1981. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019221629A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д" Method and device for determining the arrival time of a pulse
RU2719277C1 (en) * 2018-05-16 2020-04-17 Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д" Method for determining time with small dispersion of arrival of impulse and device for determining time between sending and arrival of pulse, carrying out method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4265125A (en) Flowmeter method and apparatus
SU1384961A1 (en) Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU606127A1 (en) Meter of sound velocity in liquid
SU894605A1 (en) Piezotransducer amplitude-frequency characteristic meter
RU2097785C1 (en) Phase parametric sonar
SU757974A1 (en) Automatic meter of reflection coefficient of acoustic signals from piezotransducer
RU2020474C1 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid
SU1569697A1 (en) Installation for investigating non-resonance interaction of acoustic waves
SU1587347A1 (en) Apparatus for measuring speed and spectral coefficient of damping of ultrasonic waves
SU1272122A1 (en) Device for measuring absorption factor and propagation velocity of ultrasound
RU2020475C1 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid
JP2760079B2 (en) Ultrasonic sensor
SU824059A1 (en) Hot-wire anemometer
SU690377A1 (en) Method and apparatus for measuring time delay of signal in a medium with velocity dispersion
SU913235A1 (en) Device for measuring ultrasound absorption coefficient
SU711383A1 (en) Ultrasonic meter of gas media temperature
SU1527493A1 (en) Ultrasonic device for measuring vibratory movement of object
SU1084670A1 (en) Device for measuring ultrasound absorption
SU1603286A1 (en) Method of measuring parameters of normal waves in acoustic waveguides
SU811079A1 (en) Method and apparatus for determining ultrasound propagation speed
SU1352375A1 (en) Device for measuring thin structure of liquid flow speed
SU792077A1 (en) Medium velocity ultrasonic meter
SU753271A1 (en) Device for measuring speed of ultrasound
SU1144011A1 (en) Method and device for measuring hydrostatic pressure
SU1107040A1 (en) Device for measuring ultrasound absorption coeficient