SU1656331A1 - Acoustic distance meter - Google Patents

Acoustic distance meter Download PDF

Info

Publication number
SU1656331A1
SU1656331A1 SU884492370A SU4492370A SU1656331A1 SU 1656331 A1 SU1656331 A1 SU 1656331A1 SU 884492370 A SU884492370 A SU 884492370A SU 4492370 A SU4492370 A SU 4492370A SU 1656331 A1 SU1656331 A1 SU 1656331A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
synchronizer
pulse
output
acoustic
Prior art date
Application number
SU884492370A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Йонас Юозович Раманаускас
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.А.Снечкуса
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 Каунасский Политехнический Институт Им.А.Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.А.Снечкуса
Priority to SU884492370A priority Critical patent/SU1656331A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1656331A1 publication Critical patent/SU1656331A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  уровн . Цель изобретени  - повышение точности измерени  и обеспечение цифрового представлени  результатов измерени . Синхронизатор 1 запускает акустическое приемоизлучающее устройство 2 и схему 3 временного разделени  сигналов, а также устанавливает в исходное состо ние счетчик 6 импульсов и блок 8 сравнени  временного положени  импульсов. Акустическое приемоизлучающее устройство 2 излучает акустические импульсы в сторону реперных отражателей 10. 11 и в сторонуThis invention relates to a measurement technique and can be used for level measurement. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and provide a digital representation of the measurement results. The synchronizer 1 starts the acoustic transceiving device 2 and the time separation circuit 3, and also initializes the pulse counter 6 and the pulse temporal position comparison unit 8. Acoustic transceiving device 2 emits acoustic pulses in the direction of reference reflectors 10. 11 and in the direction

Description

(L

СWITH

ОABOUT

елate

CN СА) CJCN SA) CJ

объекта 14 и принимает отраженные от них ультразвуковые импульсы, которые затем раздел ютс  и по вл ютс  на выходах схемы 8 временного разделени  сигналов. Триггер 4 запускаетс  импульсом, отраженным от отражател  10. и опрокидываетс  импульсом, отраженным от объекта 14. При этом в генераторе 5 возникает генераци ,и временной интервал, сформированный триггером 4, заполн етс  импульсами, которые подсчитываютс  счетчиком б и числоobject 14 and receives ultrasonic pulses reflected from them, which are then separated and appear at the outputs of the circuit 8 for time separation of signals. The trigger 4 is triggered by the pulse reflected from the reflector 10. and is tilted by the pulse reflected from the object 14. In this case, a generation occurs in the generator 5, and the time interval formed by the trigger 4 is filled with the pulses that are counted by the counter b and the number

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  рассто ний или уровней акустическими волнами.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure distances or levels by acoustic waves.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и получение цифрового выхода информации.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and obtain a digital information output.

На фиг.1 показана функциональна  схема акустического измерител  рассто ний; на фиг.2 - эпюры сигналов, характеризующие его работу; на фиг.З - схема КУГИ; на фиг.4 - дешифратор фиксированного числа; на фиг.5 - схема блока сравнени  временного положени  импульсов.Figure 1 shows a functional diagram of an acoustic distance meter; figure 2 - diagrams of signals characterizing his work; on fig.Z - scheme KUGI; 4 shows a fixed number decoder; Fig. 5 is a block diagram of the comparison of the temporal position of the pulses.

Акустический измеритель рассто ний содержит последовательно соединенные синхронизатор 1. акустическое приемоизлу- чающее устройство 2, схему 3 временного разделени  сигналов, второй вход которой соединен со синхронизатором, триггер 4, второй вход которого соединен с измерительным выходом схемы 3 временного разделени  сигналов, ключевой управл емый генератор 5 импульсов, счетчик 6. вход установки в исходное состо ние которого соединен со синхронизатором 1, дешифратор 7 фиксированного числа, блок 8 сравнени  временного положени  импульсов, второй сравнивающий вход которого соединен с вторым реперным выходом схемы 3 временного разделени  сигналов, а вход установки в рабочее состо ние соединен со синхронизатором 1, и фильтр 9 нижних частот, выход которого соединен с управл ющим входом ключевого управл емого генератора 5 импульсов и два реперных отражател  10 и 11, Дополнительно дл  индикации цифровой измерительной информации с выхода счетчика 6 к последнему последовательно подсоединены буфер 12. вход переноса которого соединен с измерительным выходом схемы 3 временного разделени  сигналов , и индикатор 13. Рассто ние измер етс  до отражател  14.Acoustic distance meter contains synchronizer 1 connected in series. Acoustic receiver-emitting device 2, time separation circuit 3, the second input of which is connected to the synchronizer, trigger 4, which second input is connected to the measuring output of the time separation circuit 3, key controlled oscillator 5 pulses, a counter 6. the setup input to the initial state of which is connected to the synchronizer 1, a decoder 7 of a fixed number, a block 8 comparing the time position of the pulse c, the second comparing input of which is connected to the second reference output of the time-sharing circuit 3, and the setup input is connected to the synchronizer 1, and the low-pass filter 9, the output of which is connected to the control input of the key controlled oscillator 5 pulses and two reference reflector 10 and 11; Additionally, for indicating digital measurement information from the output of counter 6, the buffer 12 is sequentially connected to the latter, the transfer input of which is connected to the measurement output of circuit 3 signals and the indicator 13. The distance is measured to the reflector 14.

Акустический измеритель рассто ний работает следующим бразом.The acoustic distance meter works as follows.

которых равно измер емому рассто нию. Цепочка из последовательно соединенных дешифратора 7 фиксированного числа, блока 8 сравнени  временного положени  импульсов и фильтра 9 нижних частот управл ет частотой генератора 5 в соответствии с величиной скорости звука в среде Этим обеспечиваетс  независимость результатов измерени  уровн  от скорости звука, повышаетс  точность и обеспечива- етс  цифровой выход. 5 илwhich is equal to the measured distance. A chain of fixed-number decoder 7 connected in series, pulse timing comparison unit 8 and low-pass filter 9 controls the frequency of oscillator 5 in accordance with the speed of sound in the medium. This ensures that the level measurement results are independent of the speed of sound, accuracy is improved and digital output. 5 yl

Синхронизатор 1 формирует импульс (фиг 2а), который запускает акустическое приемоизлучающее устройство 2 и схему 3 временного разделени  сигналов, а такжеThe synchronizer 1 generates a pulse (FIG. 2a), which triggers the acoustic transceiving device 2 and the time separation circuit 3, as well as

устанавливает в исходное состо ние счетчик 6 импульсов Акустическое приемоиэлу- чающее устройство 2 излучает акустические импульсы в сторону реперных отражателей 10 и 11 и в сторону объекта 14, рассто ниеsets the pulse counter 6 to its original state. The acoustic transducer 2 emits acoustic pulses in the direction of the reference reflectors 10 and 11 and in the direction of the object 14, the distance

докоторого измер етс . Отразившись от ре- перного отражател  10, акустический импульс принимаетс  акустическим приемоизлучающим устройством 2 и через схему 3 временного разделени  сигналовhow much is measured. Reflected from the reference reflector 10, the acoustic pulse is received by the acoustic transceiver 2 and through the circuit 3 for time separation of signals.

(фиг.2б) устанавливает триггер 4 в единичное состо ние (фиг.2д). КУГИ 5 начинает генерировать импульсы, синхронные с началом импульса триггера 4 (фиг 2д) Отразившись от реперного отражател  11, акустический импульс принимаетс  акустическим приемоизлучающим устройством 2 и через схему 3 временного разделени  сигналов поступает на второй вход блока 8 сравнени  временного положени (Fig. 2b) sets the trigger 4 to the one state (Fig. 2e). KUGI 5 begins to generate pulses synchronous with the beginning of the pulse of trigger 4 (Fig. 2e) Reflected from the reference reflector 11, the acoustic pulse is received by the acoustic transceiver 2 and through the time separation circuit 3, the signals arrive at the second input of the time position comparison unit 8

импульсов (фиг.2в). На первый вход блока 8 поступает импульс из дешифратора 7 тогда, когда счетчик 6 сосчитает такое количество импульсов, которое дешифрует1 дешифратор 7 фиксированного числа. Если на первый вход блока 8 приходит импульс раньше (фиг.2е), чем импульс, отразившийс  от реперного отражател  11 (фиг,2в), тогда блок 8 выдает отрицательный импульс, который приводит к понижению напр жени  на выходе фильтра 9 нижних частот (фиг.2и) Это приводит к снижению частоты КУГИ 5, а в следующий период зондировани  временное рассогласование уменьшитс  между входными импульсами блока 8 В результатеpulses (figv). The first input of block 8 receives a pulse from the decoder 7 when the counter 6 counts the number of pulses that it decodes 1 the decoder 7 of a fixed number. If a pulse arrives at the first input of block 8 earlier (fig. 2e) than the pulse reflected from the reference reflector 11 (fig. 2c), then block 8 produces a negative pulse that lowers the voltage at the output of the low-pass filter 9 (fig .2i) This leads to a decrease in the frequency of the KUGI 5, and in the next period of sounding the temporal mismatch will decrease between the input pulses of block 8 As a result

после нескольких периодов зондировани  устанавливаетс  временное совпадение поступающих на вход блока 8 импульсов и измеритель может в дальнейшем выдавать информацию об измер емом рассто нии неafter several periods of probing, a temporary coincidence is established between the pulses arriving at the input of the block 8 and the meter can later produce information about the measured distance not

завис щую от скорости распространени  звука в среде. Если импульс от реперногоdepending on the speed of sound in the medium. If the momentum from the reference

отражател  11 опережает импульс, поступающий на другой вход блока 8 от дешифратора 7, тогда блок 8 формирует положительный импульс, который приводит к увеличению напр жени  на выходе фильтра 9 и к увеличению частоты, генерируемой КУГИ 5. В дальнейшем оп ть наступает равновесие . Напр жение на выходе фильтра 9 нижних частот мен етс  только в течение времени рассогласовани  входных импульсов блока 8 сравнени  временного положени  импульсов, который в рабочее состо ние каждый период зондировани  приводит синхроимпульс от синхронизатора (фиг.2а). Отразившись от объекта 14. аку- стический импульс принимаетс  акустическим приемоизлучающим устройством 2 и через схему 3 временного разделени  сигналов поступает на триггер 4 (фиг.2г) и устанавливает его в нулевое состо ние (фиг 2д). КУГИ 5 прекращает генерирование импульсов (фиг.2е) и счетчик 6 останавливаетс . Информаци  на выходе счетчика 6 выражена в цифровом виде и соответствует измер емому рассто нию до объекта 14. Дл  индикации измерительной информации счетчика 6 к последнему подсоединены буфер 12 и индикатор 13 Информаци  со счетчика б на выход буфера 12 переноситс  в момент приема импульса, отраженного от обьекта 14 (фиг 2rjthe reflector 11 is ahead of the pulse arriving at the other input of the block 8 from the decoder 7, then the block 8 forms a positive pulse, which leads to an increase in voltage at the output of the filter 9 and to an increase in the frequency generated by the KUGI 5. Again, equilibrium occurs again. The voltage at the output of the low-pass filter 9 only changes during the error time of the input pulses of the pulse position comparison unit 8, which is in sync from the synchronizer to the working state every probe period (Fig. 2a). Reflecting from object 14. An acoustic pulse is received by an acoustic transceiver device 2 and through the circuit 3 for time separation of signals arrives at trigger 4 (Fig. 2d) and sets it to the zero state (Fig. 2e). The KUGI 5 stops the generation of pulses (Fig. 2e) and the counter 6 stops. The information at the output of the counter 6 is expressed in digital form and corresponds to the measured distance to the object 14. Buffer 12 and the indicator 13 are connected to the measurement information of the counter 6 and the information 13 is transferred from the counter b to the output of buffer 12 at the moment of receiving the pulse reflected from the object 14 (Fig 2rj

Особенность схемы КУГИ 5 (фиг 3} состоит в том, что она (енерирует импульсы синхронные с входным запускающим импульсом (фиг.2д) Это необходимо д; ч тою, чтобы обеспечить погрешность слежени  фиксированного числа импульсов КУГИ 5 т  вторим реперным импульсом (фиг 2в) меньшую чем период следовани  импульсов КУГИ 5. Это происходит потому, что все;да известны фазовые соотношени  генерируемых КУГИ 5 импульсов с запускающим его импульсом (фиг 2д)The peculiarity of the KUGI 5 scheme (FIG. 3} is that it (generates synchronous pulses with an input trigger pulse (FIG. 2d) This is necessary; this is to ensure the tracking error of a fixed number of pulses of the CUGI 5 t secondary reference pulse (Fig. 2c ) less than the period of the pulse of the CUGI 5. This is because all; yes, the phase relations of the generated 5 CUGI pulses with its triggering pulse are known (Fig. 2e)

Дешифратор 7 фиксированного числа дешифрует цифру 50. если на выходе счетчика 6 двоично-дес тичный код. а оба входа подсоединены к 5-му и 7 м/ разр дам сметчика , т.е на выходе этого дешифратора по вл етс  положительной фронт тогда огДг1 например, в трохразр дном счетчике 6 и сировано положение 0000 1ОЮ ПООПThe decoder 7 of a fixed number decrypts the number 50. if the output of counter 6 is a binary-decimal code. and both inputs are connected to the 5th and 7m / dispenser discharger, i.e. the output of this decoder appears to be a positive front then Cfd1, for example, in a three-way counter 6 and the position 0000 OU POOP

Блок 8 сравнени  ( оменнош тлъ ни  импульсов перед ка х дь.м зондн; о, ,жи- ем устанавливаетс  р .г /одно1 Comparison unit 8 (in addition, there are no impulses in front of each probe; about,, live is set r. G / one1

СОСТОЯНИе ИМПуЛЬСОМ (Л CH l-tJf ЧИЧ ПГ| ,.STATE OF PULSE (L CH l-tJf CHICH PG |,.

Тогда в точко между резне i слмми ) ч- ние равно приблизительно г лшт-нг- п.IT;, ющего микросхему н-тр ,ению ГЛ, транзистора закрыты Если ле;,ьым положительный фронт приходит в Ьл1 тогда ьаThen at the point between the slaughter i Smmi), the reading is approximately equal to glnc-ng-n.IT ;, which is used for the microcircuit n-tr, to the direction of the HL, transistor is closed. If le ;, the positive front comes to L1 then

выходе верхнего1 триггера формируетс  отрицательный фронт, в результате нижний транзистор открываетс . Когда приходитa negative front is formed at the output of the upper trigger; as a result, the lower transistor opens. When comes

0 второй положительный фронт во Вх2. тогда инвертированный выход нижнего триггера приобретает состо ние 1й, и нижний транзистор закрываетс . После воздействи  синхроимпульса схема оп ть готова к рабо5 те. Если первый положительный фронт приходит во 8x2. тогда в течение времени рассогласовани  входных фронтов открыт верхний транзистор. Таким образом, обеспечиваетс  изменение напр жени  на выходе фильтра 9 нижних частот только в течение времени рассогласовани  входных положительных фронтов. Это позвол ет с высокой точностью осуществить слежение фиксированного числа периодов КУГИ 5 за отраженным от второсо реперного отражател  11 сигналом.0 second positive front in B2. then the inverted output of the lower trigger acquires a state of 1st, and the lower transistor closes. After exposure to the sync pulse, the circuit is again ready for operation. If the first positive front comes in 8x2. then during the time of the input front mismatch, the upper transistor is open. Thus, the voltage at the output of the low-pass filter 9 is varied only during the time difference between the input positive fronts. This allows tracking of a fixed number of periods of the KUGI 5 with the signal reflected from the secondary reflector 11 with high accuracy.

Предложенный акустический измеритель рассто ний имеет высокую точность измерени , так как нет таких источниковThe proposed acoustic distance meter has a high measurement accuracy, since there are no such sources.

0 погрешностей, как нелинейности интегратора , управл емого усилител , нестабильности опорного напр жени ; повышенную помехоустойчивость благодар  св зи блока 8 со синхронизатором 1, так как это позво5 л ет после воздействи  сильной импульсной помехи на одном из входов блока 8 в следующий период зондировани  установить схему в нормальный рабочий режим, повышенную точность измерении от перво0 го реперного отражател  10. так как искажени  сигнала в промежутке межд/ блоком 2 и отражателем 10 HP оказыргэют сильного вли ни  на точность измерени ; возможность синхронизироватьс  внешним устройством,0 errors, as nonlinearity of the integrator, controlled amplifier, instability of the reference voltage; increased noise immunity due to communication of block 8 with synchronizer 1, since this makes it possible, after exposure to strong impulse noise on one of the inputs of block 8, to set the circuit to normal operating mode in the next sensing period, increased measurement accuracy from the primary reference reflector 10. as distortion of the signal between the inter-unit / block 2 and the 10 HP reflector have a strong influence on the measurement accuracy; the ability to synchronize with an external device,

5 так как дл  синхронизатора не нужна обратна  синхронизирующа  св зь, причем информаци  об измер емом рассто нии получаетс  в цифровом виде и не зависит от скорости распространени  звука в среде.5 since the synchronizer does not need reverse synchronization for the synchronizer, and the information about the measured distance is obtained in a digital form and does not depend on the speed of sound propagation in the medium.

00

Claims (1)

Формула изобретени  Акустический измеритель рассто ний, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, акустическое приемо5 излучающее устройство и схему временного разделени  сигналов, соединенную с синхронизатором , два реперных отражател  и триггер пе.рный и пторой входы которого соединены с первым реперным и измери0 тельным вылодлми схемы временного раэ- де/т-ни  сигналов отличающийс  тем, что с целью повышени  точности и получени  ЦИФРОВОГО вы/ода измеритель снабжен 11огл дсж г ;1ьно соединенными ключевымClaims of the invention Acoustic distance meter comprising a synchronizer connected in series, an acoustic transducer 5 emitting device and a time separation circuit connected to the synchronizer, two reference reflectors and a trigger, and the second inputs are connected to the first reference and measurement out-put of the time-phase circuit. de / t signals, characterized in that, in order to increase accuracy and obtain a DIGITAL you / ode, the meter is equipped with 11g; 5 упрапг ч мым генератором импульсов, вход которого соединен с выходом триггера.5 control with a pulse generator, whose input is connected to the trigger output. счетчиком, вход установки в исходное состо ние которого соединен с синхронизатором , дешифратором фиксированного числа, блоком сравнени  временного положени  импульсов, второй вход которого соединен с вторым реперным выходом схемы временаa counter whose setup input is connected to a synchronizer, a fixed number decoder, a pulse position comparison unit, the second input of which is connected to the second reference output of the circuit, times ного разделени  сигналов, а вход установки в рабочее состо ние соединен с синхронизатором и фильтром нижних частот, выход которого соединен с управл ющим входом ключевого управл емого генератора импульсов .signal separation, and the setup input is connected to a synchronizer and a low-pass filter, the output of which is connected to the control input of a key controlled pulse generator. МОдMaud еe КОKO Фиг ЧFIG H
SU884492370A 1988-10-10 1988-10-10 Acoustic distance meter SU1656331A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884492370A SU1656331A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Acoustic distance meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884492370A SU1656331A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Acoustic distance meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1656331A1 true SU1656331A1 (en) 1991-06-15

Family

ID=21403440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884492370A SU1656331A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Acoustic distance meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1656331A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1160244, кл. G 01 F 23/28, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1448211, кл. G01 F 23/28, 1985. Ланцов А.Л.. Зворикин Л.Н. и Осипов И.Ф. Цифровые устройства на комплементарных МДП интегральных микросхемах. М.: Радио и св зь, 1983. с. 272,252 (рис. 9.10) и 255 (рис. 9.14). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1656331A1 (en) Acoustic distance meter
JPS6199415A (en) Frequency counter device
SU1589052A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness gauge
SU522478A1 (en) Bathymetry system
SU1474538A1 (en) Device for measuring sound velocity
RU2085858C1 (en) Ultrasound method for detection of product volume which runs through pipe and device which implements said method
SU954873A1 (en) Meter of ultrasound speed in liquid
SU987393A1 (en) Ultrasonic flow speed meter
SU666962A1 (en) Device for measuring ultrasonic velocity in materials
SU1504508A1 (en) Ultrasonic self-calibrating meter of linear dimensions and displacements
SU1523998A1 (en) Apparatus for determining modulus of elasticity of materials
SU548834A1 (en) Device for measuring the shift of time scales
SU1525606A1 (en) Device for measuring divergence of periods of two generators with close frequencies
SU1587345A1 (en) Meter of sound speed
SU1583752A1 (en) Meter of sound speed
SU1744509A1 (en) Device for measurement of ultrasound velocity
SU640221A1 (en) Ultrasonic oscillation propagation time measuring apparatus
SU1379644A1 (en) Sound level meter
SU457966A1 (en) Device for measuring time intervals
SU917172A1 (en) Digital meter of time intervals
SU1448211A1 (en) Acoustic ranger
SU684608A1 (en) Device for measuring magnetic carrier movement speed
SU1164551A1 (en) Ultrasonic flowmeter
SU1767354A1 (en) Ultrasonic level meter
SU523355A1 (en) Ultrasonic flow meter