SU1589068A1 - Устройство дл измерени акустической мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении акустической мощности ультразвуковой аппаратуры. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет автоматизации процесса компенсации током обмотки измерительной рамки значени  измер емой акустической мощности. Давление ультразвука давит через рабочую жидкость в камере 1 на датчик 2, св занный с штангой 3, на которой установлены шторки 6 и 8 оптоэлектронного датчика 7 баланса измерительного механизма 4 и датчика 9 положени  штанги 3. Штанга 3 также св зана с рамкой с обмоткой механизма 4. Импульсы с генератора 10 через двоичный счетчик 11 измен ют ток в цепи обмотки до тех пор пока не компенсируетс  измер ема  мощность ультразвука. Тогда срабатывают датчик 7 и генератор 10 выключаетс . Цифровой индикатор, св занный с счетчиком 11, показывает значение акустической мощности. 2 ил.

Description

СП

сх ;о о

О) 00

10

20

25

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устрор - ствам дл  измерени  акустической мощ- ности,- и может использоватьс  при настройке и проверке ультразвуковой (УЗ) терапевтической аппаратуры.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за. счет автоматиза- 1Ц1И процесса компенсации током обмотки измерительной рамки значени  из- мер емой акустической мощности. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства дл  измере- ни  акустической мощности; на фиг.2 -.г временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит рабочую каме- РУ 1 с жидкостью, размещенный в ней датчик 2, выполненный в виде двух соединенных основани ми полых конусов и по весу равный весу вытесненной им. жидкости, соединенную с датчиком 2 штангу 3, измерительный механизм 4 с посто нным магнитом и подвижной рамкой 5, установленной в поле посто нного магнита и жестко соединенной со штангой 3. На свободном конце штанги 3 размещены шторка 6 оптоэлектрического датчика 7 баланса измерительного механизма и шторка 8 оптозлектрического датчика 9 положени  штанги. Выход датчика 7 баланса измерительного механизма подключен к входу .разрешени  генератора 10 импульсов, выход датчика 9 положени  штанги - к входу управлени  частотой генератора 10 импуль- Сов. Его выход соединен с счетным входом двоичного счетчика 11 и сигнализатором 12 баланса, Разр дные выходы двоичного счетчика 11 параллельно соединены с декодирующими входами цифрового индикатора 13 мощности и управл ющими входами ключей 14, число которых п равно числу разр дов на выходе двоичного счетчика 11 Коммутирующие выходы ключей 14 соединены через весовые резисторы 15, число которых равно п, с обмоткой 5 и через нее с первым полюсом источника 16 питани . Второй полюс источника 16 питани  подключен к вторым коммутирующим выходам клю1;{ей 14. Значени  сопротивлений весовых резисторов без учета значени  сопротивлени  обмотки определ ютс  из условий

J . D .п .TTT30

35

40

45

50

55

R.

R

2i

00 м

0

г

где R .

R

сопротивление, i-ro весового резистора;

сопротивление 1-го весового резистора, подключенного к младшему разр ду двоичного счетчика 11; число разр дов двоичного счетчика 11;

ток обмотки, соответствующий предельному значению измер емой акустической мощности;

значение напр жени  на выходе источника посто нного напр жени .

Резистор К подключен к старшему разр ду двоичного счетчика 11.

После расчета значени  сопротивлений весовых резисторов уточн ютс  зкспериментально и при их правильном подборе соблюдаетс  условие

и У .;/оч

С- п1 «К-... (2)

Ьт i

R . об м0

5

0

5

0

5

Ширина шторки 6 равна или незначительно больше ширины щели между элементами оптопары датчика 7 баланса измерительного механизма. Ширина шторки 8 выбираетс  ориентировочно равной 1/5-1/10 полного хода штанги 3 с таким расчетом, чтобы щель между элементами оптопары датчика 9 положени  штанги перекрывалась по ходу штанги 3 раньше, чем щель оптопары датчика 7 баланса.

Балансировка измерительного механизма 4 происходит до заполнени  старших разр дов, которые не будут использоватьс . Сигнализатор 12 баланса выполн етс  звуковым.

Устройство дл  измерени  акустической мощности работает следующим образом.

Подведенное через жидкость рабочей камеры 1 давление УЗ давит на датчик 2, он тонет, свободный конец штанги 3 с шторками 6 и 8 уходит вверх, и измерительный механизм 4 выходит из состо ни  равновеси . Рассмотрим случай, когда мощность УЗ достаточно больша  и обе шторки не перекрывают щели между оптопарами. При этом к входу разрешени  генератора 10 импульсов с датчика 7 баланса измерительного механизма поступает разрешающий сигнал, а к управл ющему входу - сигнал с датчика 9 положени  штанги, соответствуюиц1й более высокой частоте генератора 10, Модулируютс  ло частот звуковые колебани  сигнализатора 12. Последовательность импульсов с выход генератора 10 считываетс  двоичным счетчиком 11, а их число индицируетс индикатором 13. С приходом первого импульса с генератора 10 на выходе двоичного счетчика 11 устанавливаетс кодова  комбинаци  с единицей в младшем разр де, она-открывает ключ 14 . При этом весовой резистор 15 и обмотка 5 подключаютс  к источнику 16 посто нного напр жени . Через обмотку 5 протекает ток цервого отсчета, который, взаимодейству  с магнитным полем посто нного магнита измерительного механизма А, начинает компенсировать приложенное к датчику 2 давление УЗ. Свободный конец штанги 3 опускаетс . С приходом второго импульса с генератора 10 включаетс  ключ 14

1

третьего импульса - ключи

14 и 14, и так далее в соответствии с кодовыми комбинаци ми на выходе двоичного счетчика 11. Благодар  условию (1), с каждым очередным Импульсом генератора 10 ток обмотки увеличиваетс  на величину , свободный конец штанги 3 плавно опускаетс , а датчик 2 всплывает. Когда шторка 8 начинает перекрывать щель оптопары датчика 9 положени  штанги (момент tj на диаграммах), сигнал на выходе датчика 9 уменьшаетс . Этим сигналом снижаетс  частота генератора 10, причем плавно, если щель перекрываетс  постепенно за счет косого среза нижней стороны шторки 8. Благодар  плавному снижению частоты генератора 10 вблизи точки равновеси  измерительного механизма 4 скорость увеличени  тока обмотки снижаетс , и таким образом устран ютс  ошибки из-за переколебаний штанги 3. Это позвол ет уменьшить ширину шторки 6 и тем самым повысить точность балансировки. Одновременно с уменьшением частоты измен етс  тональность сигнализатора 12 баланса. В момент t темп расчета станет минимальным. В момент t измерительный механизм 4 устанавливаетс  в состо ние баланса, шторка 6 перекрывает щель оптопары датчика 7 баланса . Сигналом с его вькода запрещаетс  последовательность импульсов

1589068

генератора 10, двоичный счетчик 11 затормаживаетс , индикатор 13 индицирует значение мощности ультразвука. Об этом свидетельствует прекращение звучани  сигнализатора 12. Поскольку зависимость между приложенной УЗ мощностью и током обмотки в состо нии баланса измерительного механизма 4 линейна , отсчет УЗ мощности не вызывает затруднений.

Предлагаемое устройство позвол ет автоматизировать процесс измерени  акустической мощности. Исключение

субъективного фактора-из процесса балансировки измерителей при измерении акустической мощности .уменьшает ошибку измерени  и лишает оператора рутинной работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  акустической мощности, содержащее заполненную жидкостью рабочую камеру с датчиком , выполненньгм в виде двух соединенных основани ми полых конусов по весу равнь Х весу вытесненной жидкости , соединенную с датчиком штангу, измерительный механизм с посто нным магнитом и подвижной рамкой с обмоткой , установленной в поле посто нного магнита и жестко соединенной со штангой, оптоэлектрической датчик баланса измерительного механизма,

   шторка которого закреплена на свободном конце штанги, сигнализатор баланг са и источник посто нного напр же40

   ни , подключенный к обмотке, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности, оно снабжено последовательно соединенными оптоэлект- рическим датчиком положени  штанги, генератором импульсов, п-разр дным 5 двоичным счетчиком и цифровым индикатором и п параллельно соединенными цеп ми, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных ключа и резистора, включенными в цепь обмотки рамки, выход датчика баланса измерительного механизма подключен к включающему входу генератора импульсов , выход которого св зан с сигнализатором баланса, а выходы каждого разр да двоичного счетчика подключены к соответствующим управл ющим входам ключей.

   0

   5

   Выход датчи((а

   Вьтод J датчика 9

   енероторо

   Ток Q6- мотки 5

   Скорость дбижшни  штанги 2

   Фие.2