SU1744509A1

SU1744509A1 - Устройство дл измерени скорости ультразвука

Info

Publication number: SU1744509A1
Application number: SU894673209A
Authority: SU
Inventors: Николай Павлович Воробьев; Владимир Васильевич Гребенюк
Original assignee: Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл анализа состава и свойств твердых, жидких и газообразных сред по скорости распространени ультразвука. Цель изобретени - повышение помехозащищенности и точности измерений. При по- влении импульсов многократного отражени на выходе первого формировател возможен самозапуск синхрокольцевой схемы , что может нарушить работу устройства, так как самозапуск синхрокольца станет возможен от первого прошедшего, а не от многократно отраженных импульсов. Введенные в устройство блоки исключают самозапуск, что позвол ет повысить помехозащищенность и точность измерений. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл анализа состава и свойств твердых, жидких и газообразных сред по скорости распространени ультразвука.

Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности и точности измерений .

На чертеже представлена функциональна схема устройства дл измерени скорости ультразвука, которое содержит электроакустически последовательно соединенные счетчик 1 импульсов, генератор 2 импульсов, ультразвуковой излучатель 3, ультразвуковой приемник 4, усилитель 5 и первый формирователь 6. а также первый элемент 7 И, второй формирователь 8. второй элемент 9 И, суммирующий счетчик 10. вычитающий счетчик 11, расширитель импульсов 12. третий элемент 13 И элемент 14 ИЛИ. формирователь 15 заднего фронта

импульсов, первый 16 и второй 17 кварцевые генераторы и частотомер 18.

Второй формирователь 8 подключен вторым входом ко второму выходу генератора 2 импульсов и к первому входу счетчика 1 импульсов, первым входом - к второму входу счетчика 1 импульсов, к входу частотомера 18 и к выходу первого элемента 7 И, выходом - к входу формировател 15 заднего фронта импульсов и к первому входу второго элемента 9 И. Выход первого формировател 6 соединен с первыми входами первого и третьего элементов 7 и 13 И.

Расширитель импульсов 12 подключен входом к выходу вычитающего счетчика 11, первым выходом - к второму входу первого элемента 7 И и вторым выходом - к второму входу третьего элемента 13 И, выход которого соединен с первым входом элемента 14 ИЛИ Выход первого кварцевого генератора 16 соединен со вторым входом второго элемента 9 И подсоединенного выходом к счет&

Ё

ё

сл о ю

ном/ входу суммирующего счетчика 10, выход которого подключен к информационному входу вычитающего счетчика 11. Выход второго кварцевого генератора 17 соединен с входом обратного счета вычитающего счетчика 11, подключенного входом предварительной записи к выходу элемента 14 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формировател 15 заднего фронта импульсов.

Устройство дл измерени скорости ультразвука работает следующим образом, Генератор 2 импульсов возбуждает ультразвуковой излучатель 3. Ультразвуковой импульс проходит через контролируемую среду и принимаетс ультразвуковым приемником 4 через врем : т + 2тм ,

где т- врем прохождени импульса в среде;

Гм - врем задержки импульса в излу- чателе, приемнике и звукопроводах.

Через врем 2 г после приема первого импульса ультразвуковой приемник 4 принимает второй импульс, вызванный вторич- ным отражением от излучател 3 акустического импульса, отразившегос ранее от ультразвукового приемника 4 импульса многократного отражени и далее с периодом 2 т продолжает поступать на ультразвуковой приемник 4 Через врем (N -1) % после приема первого импульса пр мого прохождени зондирующего сигнала к ультразвуковому приемнику 4 на последний поступает N-й акустический импульс. Прин тые импульсы усиливаютс усилителем 5 и поступают на вход первого формировател 6. Первый формирователь 6 осуществл ет амплитудное детектирование и формирование входных импульсов дл последующего запуска счетчика 1 импульсов, который выполн - ет деление частоты следовани входных импульсов на N. При по влении на входе счетчика 1N-ro импульса на его выходе формируетс импульс, вызывающий повторное срабатывание генератора 2 импульсов. На приемнике 4 формируетс синхропоследо- вательность импульсов, содержаща в одном цикле импульсов периодичностью по влени 2 т. Последовательность на входе частотомера 18 сдвинута относительно последовательности импульсов на приемнике 4 на врем задержки в усилителе бив первом формирователе 6. О скорости распространени ультразвука суд т по показани м частотомера 18.

Первый излученный импульс со второго выхода генератора 2 импульсов поступает на второй вход второго формировател Я

Первый акустический импульс, поступивший на приемник 4, преобразуетс им в электрический и, пройд усилитель 5, первый формирователь 6 и первый элемент 7 И, поступает на первый вход второго формировател 8, на выходе которого преобразуетс в пр моугольный импульс длительностью г. За врем существовани этого импульса на выходе второго элемента 9 И по вл етс пропорциональное число высокочастотных импульсов, прошедших через него с выходе первого кварцевого генератора 16. Это число К импульсов поступает на счетный вход суммирующего счетчика 10, в результате чего на его выходе по вл етс определенна кодова комбинаци сигналов. Сигналы с выхода суммирующего счетчика 10 посто нно приложены к информационному входу вычитающего счетчика 11.

С выхода второго формировател 8 импульсы длительностью т также поступают на вход формировател 15, на выходе которого по вл етс импульс в момент исчезновени импульса на его входе, т.е. импульс заднего фронта, который через элемент 14 ИЛИ воздействует на вход предварительной записи вычитающего счетчика 11, в результате чего в вычитающий счетчик 11 записываетс число, подсчитанное суммирующим счетчиком 10 и равное К. С этого момента времени начинаетс вычитание содержимого в вычитающем счетчике 11 по сигналам, поступающим на его вход обратного счета с выхода кварцевого генератора 17 Частота fi второго кварцевого генератора 17 выбираетс равной, например,

fi7 0,526 fie.(1)

где fie - частота импульсов на выходе первого кварцевого генератора 16.

При этом условии на выходе вычитающего счетчика 11 по вл етс стробирующий импульс через врем 1,9 т с момента поступлени импульса на его вход предварительной записи.

Стробирующий импульс с выхода вычитающего счетчика 11 поступает на вход расширител 12, где подвергаетс расширению до величины

Т1 0,2 Т(2)

Соотношение (2) выбрано из услови необходимости надежного подавлени любого импульса, по вившегос на выходе первого формировател 6. Расширенный импульс с первого расширител 12 поступает на второй вход первого элемента 7 И в отрицательной пол рности, что исключает по вление на его выходе любого импульса, поступающего с первого входа первого элемента 7 И за врем действи расширенного стробирующего импульса.

В тоже врем со второго выхода расши- ритеп 12 на второй вход третьего элемента 13 И поступает расширенный стробирую- щий импульс положительной пол рности, что обеспечивает беспреп тственное прохождение за врем его действи импульсов с выхода первого формировател 6 на первый вход элемента 14 ИЛИ и далее на вход предварительной записи вычитающего счетчика 11.

В результате такого включени в случае, когда амплитуда (N+1)-ro, (N+2)-ro и других импульсов до (2N-1)-ro включительно на выходе усилител 5 окажетс больше порога срабатывани первого формировател 6, импульсы (N+1)-u, (М+2)-й и так далее до (2М-1)-го не смогут пройти через первый элемент 7 И на вход счетчика 1 и частотомера 18, что обеспечивает повышение помехозащищенности измерений за счет надежного самозапуска синхрокольцевой схемы от N- го импульса и повышение точности измерений за счет исключени (N+1)-ro, (N+2)-ro и так далее до (2N-1)-ro импульсов из результатов измерении, фиксируемых частотомером 18.

Использование изобретени позвол ет повысить помехозащищенность и точность измерений скорости ультразвука без снижени быстродействие контрол ,

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени скорости ультразвука содержащее электроакустически последовательно соединенные счетчик импульсов, импульсный генератор, ультразвуковой излучатель, ультразвуковой приемник , усилитель и первый формирователь и частотомер, а первый вход счетчика импульсов подключен ко второму выходу импульсного генератора, отличающеес тем, что, с целью повышени помехозащищенности и точности измерени оно снабжено двум кварцевыми генераторами, трем элементами И, суммирующим счетчиком , вычитающим ситчиком, расширителем импульсов элементом ИЛИ, формирователем заднего фронта импульсов и вторым формирователем, подключенным первым входом ко второму выходу генератора импульсов, вторым входом к выходу первого элемента И, подсоединенного выходом к второму входу счетчика импульсов и ко входу частотомера, второй формирователь подключен выходом к первому входу второго элемента И и к входу формировател заднего фронта импульсов, выход крторого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход первого формировател подключен к первым входам первого и третьего элементов И, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом расширител

импульсов, подключенного входом к выходу вычитающего счетчика и вторым выходом - к второму входу третьего элемента И, выход которого подсоединен к второму входу элемента ИЛИ, первый кварцевый генератор

соединен выходом со вторым входом второго элемента И. выход которого подключен к входу суммирующего счетчика, подсоединенного выходом к информационному входу вычитающего счетчика, подключенного вхо8дом обратного счета к выходу второго кварцевого генератора, а входом предварительной записи - к выходу элемента ИЛИ.