SU1649301A1 - Устройство дл измерени скорости ультразвука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  скорости ультразвука и функционально завис щих от нее параметров жидких и газообразных сред. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет компенсации паразитной задержки. Устройство снабжено дополнительной линией задержки , длительность которой равна сумме задержек в преобразовател х и электронном канале, суммирующим счетчиком, блоком пам ти и вычитающим счетчиками, обеспечивающими пр мую пропорциональность выходного сигнала скорости ультразвука. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  скорости распространени  ультразвука и функционально завис щих от нее параметров жидких и газообразных сред.

Цель изобретени  - повышение точности измерений скорости ультразвука путем компенсации паразитной задержки о

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизируемый генератор 1, излучающий и приемный преобразователи 2 и 3, усилитель 4, амплитудный детектор 5, формирователь 6 импульсов, линию 7 задержки, измеритель 8 временных интервалов, формирователь 9 заднего фронта импульса, дополнительную линию 10 задержки, первый суммирующий счетчик 1I импульсов , блок 12 пам ти, вычитающий счетчик 13 импульсов и второй суммирующий счетчик 14 импульсов, синхронизатор 15, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 5, а выход соединен с входами синхронизируемого генератора 1 и измерител  8 временных интервалов, последовательно соединенные кварцевый генератор 16 и схему И 17, второй вход которой соединен с выходом измерител  8 временных интервалов . Выход схемы И 17 соединен с вторым входом первого суммирующего счетчика 11 импульсов. Второй выход кварцевого генератора 16 соединен с вторым входом вычитающего счетчика 13о

Устройство работает следующим образом.

Синхронизируемый генератор 1 вырабатывает электрический импульс, поступающий на излучающий преобразователь 2, который преобразует его в

2

СО СО

акустический импульс. Акустический импульс, пройд  исследуемую среду, воздействует на приемный преобразователь 3, где он преобразуетс  в элек- .трический импульс, который усиливаетс  усилителем 4, детектируетс  амплитудным детектором 5 и поступает на синхронизатор 15, где вырабатываетс  синхроимпульс в момент превышени  амплитудьг сигнала посто нного порогового уровн 0 Синхроимпульс поступает на генератор 1, вызыва  излучени  следующего импульса. Период рециркул ции содержит помимо времени распространени  акустического импульса в исследуемой среде еще и неинформативное врем  задержки сигнала, состо щее из посто нной и переменной составл ющих . Посто нна  составл юща  обусловлена задержкой сигнала в преобразовател х 2 и 3 и электронной схеме. Дл  ее компенсации используетс  лини  7 задержки, врем  задержки в которой равно сумме времен задержек сигнала в преобразовател х и в электронной схеме.

Переменна  составл юща  задержки обусловлена нестабильностью момента прив зки к переднему фронту продетек- тированного сигнала в синхронизаторе 15 при изменении амплитуды прин того сигнала и посто нстве порога срабатывани  . Переменна  составл юща  задержки компенсируетс  с помощью формировател  6 импульса задержки, пороговый уровень в котором в два раза превышает пороговый уровень синхронизатора 15.

В каждом периоде рециркул ции им- пульсы с выхода амплитудного детектора 5 одновременно поступают на синхронизатор 15 и формирователь 6 импульсов . На выходе формировател  Ъ импульса задержки сигнал по вл етс  с задержкой относительно к сигналу на выходе синхронизатора 15, врем  которой равно переменной составл ющей паразитной задержки, так как та част переднего фронта продетектированного импульса, гле.происходит фиксаци  момента превышени  его пороговых уровней в формирователе 6 и синхронизаторе 15, обладает высокой линейностью . В блоке 7 задержки сигнал дополнительно задерживаетс  на врем , равное посто нной составл ющей паразитной задержки. На входы измерител  8 временных интервалов

Q

5

0

в каждом периоде рециркул ции приход т сигналы, сдвинутые во времени один относительно другого на врем  суммарной паразитной задержки, что позвол ет в измерителе 8 временных интервалов вычесть врем  паразитной задержки из периода рециркул ции и получить на выходе измерител  8 временных интервалов импульсы, длительность которых равна времени распространени  ультразвука в исследуемой среде.

Импульсы с выхода измерител  8 временных интервалов поступают на вход схемы И 17 и управл ют прохождением сигнала с кварцевого генератора 16 на вход суммирующего счетчика П, в котором происходит счет импульсов. Одновременно импульсы с измерител  8 поступают на формирователь 9 заднего фронта, где происходит выделение заднего фронт.а разрешающих импульсов. Выделенный в формирователе 9 импульс заднего фронта подаетс  в линию 10 задержки и блок 12 пам ти. В момент поступлени  импульсов с форцировател  9 в блок 12 пам ти происходит перезапись состо ни  триггеров счетчика

11с входа на выход блока 12 пам ти. Импульс заднего фронта, пройд  через линию 10 задержки, обнул ет счетчик 110 При поступлении следующего разрешающего импульса счет импульсов в счетчике 1I производитс  в аналогичном пор дке

I

Одновременно импульсы с второго выхода кварцевого генератора J6 поступают на вход вычитающего счетчика 13, где происходит счет импульсов. В момент по влени  импульса на выходе обратного переноса счетчика 13 этот импульс поступает на вход предварительной записи этого же счетчика и происходит перезапись кода из блока

12пам ти в вычитающий счетчик 13.

С этого момента счетчик 13 вновь начинает работать в режиме вычитани . В результате на выходе обратного переноса счетчика 13 формируютс  примыкающие один к другому интервалы с периодом, равным времени прохождени  сигнала в контролируемой среде. Эти импульсы подаютс  на вход суммирующего счетчика 14, работающего по методу измерени  с непосредственным отсчетом частоты, в результате чего в счетчике формируетс  число N, пропорциональное скорости ультразвука в исследуемой среде, Тое„:

f. о То f« Т

N где 1

интервалов и синхронизатор, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, выход синхронизатора подключен к входу синхронизируемого генератора и второму входу измерител  временных интервалов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет

Ю компенсации паразитной задержки, оно снабжено последовательно соединенными формирователем заднего фронта импульса , дополнительной линией задержки , первым суммирующим счетчиком им15 пульсов, блоком пам ти, вычитающим счетчиком импульсов и вторым суммирующим счетчиком импульсов, последовательно соединенными кварцевым генератором и схемой И, второй вход

20 блока пам ти соединен с выходом формировател  заднего фронта импульса, вход которого и второй вход схемы И подключены к выходу измерител  временных интервалов, выход схемы И сое- ультразвука, содержащее последователь- 25 динен с вторым входом первого суммис ff

Т.I/

т -

TV N Тес .

-г- Ас, о Ах L рассто ние между преобразовател ми;

скорость звука в среде; частота колебаний образцового генератора, формирующего измерительный интервал в счетчике 14;

частота сигнала в точке Е (на чертеже);

период колебани ,образцовой частоты в счетчике 14; период колебани  сигнала в точке Е;

число импульсов в счетчике 14,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости

   но соединенные синхронизируемый генератор , излучающий и приемный преобразователи , усилитель, амплитудный детектор, формирователь импульсов, линию задержки и измеритель временных

   рующего счетчика, второй вход вычитающего счетчика соединен с вторым выходом кварцевого генератора, а третий вход вычитающего счетчика подключен к его выходу