SU442411A1 - Устройство дл измерени скорости распространени ультразвука - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН УЛЬТРАЗ устройство относитс  к области приборостроени  и может примен тьс  при конструировании прецизионных приборов дл  измерени  скорости распространени  ультрозвуковых волн в различных средах.5 Известны устройства дл  определени  скорости распространени  ультразвука, основанные на компенсации ультразвуковых сигналов, прошедших через исследуемую среду и камеру с эталонной жидкостью. Эти jo устройства содержат генератор, синхронизатор , измерительную и эталонную линии с излучающими и приемными пьезопреобразовател ми смеситель и осциллографиче- ский ивдикатор.15 Недостатком известных устройств  вл етс  наличие систематических погрешностей из-за дифракционных и волновых эф фектов, возникающих при изменении длины измерительной базы в эталонной среде, и 20 из-за изменени  параметров эталонной среды при изменении температуры. Цель изобретени  - повысить точность измерений за счет устранени  систематических погрешностей.25 Я СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ КА Поставленна  цель достигаетс  тем, что эталонна  лини  выполнена в виде твердого стержн , в измерительную лиш1ю введены два твердых стержн , примыкающих к излучающему и приемному пьезопреобразовател м , причем обща  длина этих стержней равна длине эталонного стержн  и изготовлены они из того же материала, а в качестве генератора использован генератор пр моугольных видеоимпульсов с регулируемой длительностью. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 изображены эпюры электрических сигналов в различных точках устройства , по сн ющие его работу. Устройство состоит из генератора 1, используемого дл  синхронизации генератора видеоимпульсов 2., выход которого соединен с изл чающими пьезопластинами 3 эталонной и измерительной линий, причем эталонна  лини  выполнена в виде твердого стержн  4, а в измерительную линию введены два твердых стержн  5, обща  длина которых равна длине стержн  4 и изготовлены стержни из одного и того же материала . Между двум  стержн ми 5 находитс  исследуема  среда 6. Приемные пьезопреобразователи 7 эталонной к измерителной линий соединены с входом смесител  8, выход которого подключен к вертикальным пластинам осциллографического индикатора 9.

Импульсный генератор 1 вырабатывает синхронизирующий импульс и 1 используемый дл  запуска генератора 2, на выходе которого вырабатываетс  видеоимпульс U

с регулируемой длительностью t Им1

пульс и подаетс  на идентичные пьезопреображ )ватели 3, при этом передний и задний фронты импульса U возбуждают в

пьезопреобразовател х 3 по два идентичны по форме, но противоположных по фазе

ультразвуковых сигнала U) которые, пройд  через эталонную и измерительную линии , принимаютс  пьезопреобразовател ми

7 в виде импульсов l/.U и U, U .

4455

Сигнал и будет сдвинут относительно сигнала и на 1/ Равное времени прохож3

дени  ультразвуковой волной стержн  4, Задержка сигнала U будет больше и равна

Т Т . . г 1/5 l/g. с

где - длина прозвучивани  в исследуемом образце,

С скорость звука в исследуемом образце,

(/Q. - задержка сигнала в контактных сло х.

При установлении длителвиости видеоимпульса и такой, чтобы выполн лось уеловне Г - Г

i 1 /

будет наблюдатьс  полна  взаимна  компенса. ци  сигналов Ц , U после подачи их на

смеситель 8. При этом на осциллографическом ивдикаторе 9 наблюдаетс  сигнал

и , состо щий из двух импульсов и и и„« 64 о

Скорость звука в исследуемой среде определ етс  согласно выражению:

g

(Г

Точность полученных результатов измерений зависит в основном от точности определени  б - длительности возбуждающего видеоимпульса и может быть весьма высокой. Изменени  задержки сигнала в стержн х 5 при изменении температуры полностью компенсируютс  аналогичными изменени ми в стержне 4 и не вли ют на точность измерений. Вли ние диффракционных и волновых эффектов в предложенном устройстве также значительно ослаблена, так как рассто ни  между пьезопреобразовател ми в процессе измерени  остаютс  посто нными, а сами преобразователи нагружены на идентичные среды.

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  скорости распространени  ультразвука в различных средах , содержащее генератор, синхронизатор, измерительную и эталонную линии с излучающими и приемными пьезопреобразовател ми, смеситель и осциллографический индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышекИ5; точности измерений, эталонна  лини  выполнена в виде твердого стержн , в измерительную линию введены два твердых стержн , примыкающих к излучающему и приемному пьезопреобразовател м причем обща  длина этих стержней равна длине эталонного стержн  и изготовлены они из того же материала, а в качестве генератора использован генератор пр моугольных видеоимпульсов с регулируемой длительностью.