SU446825A1

SU446825A1 - Digital Ultrasonic Interferometer

Info

Publication number: SU446825A1
Application number: SU1860866A
Authority: SU
Inventors: Видас Антанович Сукацкас; Казимерас Антанович Кундротас; Энрикас Пятро Яронис
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1972-12-21
Publication date: 1974-10-15

Description

1one

Изобретение относитс к улыгразвукоБОй измерительной технике и может быть использовано дл экспресс-анализа физико-химических свойств вещества.The invention relates to sound measurement technology and can be used for rapid analysis of the physicochemical properties of a substance.

Известен цифровой ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакустически последовательно соединенные диапазонный генератор, измерительную камеру с пьезоизлучателеы и пьезоприемником, тракт усилени и формировани сигнала пьезоприемника , блок настройки и управлени , который соединен с диапазонным генератором и электронносчетным частотомером, содержащим делители частоты и меток времени.A digital ultrasonic interferometer is known that contains an electro-acoustically connected series generator, a measuring chamber with a piezo radiator and a piezo receiver, a path for amplifying and shaping a piezo receiver signal, a tuning and control unit, which is connected to a band generator and an electron counter frequency meter containing frequency dividers and time stamps.

Недостаток известного устройства состоит ъ том, что он обеспечивает однозначное измерение скорости ультразвука в ограниченном диапазоне , который согласован с диапазоном генератора и длиной камеры таким образом, чтобы обеспечивалось наличие между пьезоизлуча|Телем и пьезоприемником заданногоA disadvantage of the known device is that it provides an unambiguous measurement of the speed of ultrasound in a limited range, which is consistent with the range of the generator and the length of the chamber in such a way as to ensure that there is a given between the piezoelectric | Telem and the piezo receiver.

1 числа полуволн ультразвука. При измерении значений скорости ультразвука , наход щихс за пределами указанного диапазона9 по вл етс 5 неоднозначность показаний интерферометра . Таким образом, правильный выбор диапазона измерени возможен лишь при исследовании веществ, дл которых приблизительно известно1 the number of half-waves of ultrasound. When measuring ultrasonic velocity values that are outside the specified range, 9 the ambiguity of the interferometer readings appear. Thus, the correct choice of the measuring range is possible only in the study of substances for which approximately is known.

0 значение скорости ультразвука.0 value of the speed of ultrasound.

Дл расширени диапазона измерени скорости ультразвука предлагаемый интерферометр снабжен дополнительным делителем частоты с переменным коэффициентом- делени , включенным между дежтелем частоты и входом ча стотомера, а также дополнительным блоком, состо щим из последовательно соединенных измерител девиации час.тоты и дискретного измерител отношений двух напр же« НИИ, при этом вход дополнительного блока подключен к выходу диапазонного генератора, а выход - к входуIn order to extend the range of ultrasound velocity measurement, the proposed interferometer is equipped with an additional frequency divider with a variable division factor, connected between the frequency mixer and the frequency meter input, as well as an additional unit consisting of a serially connected frequency deviation meter and a discrete ratio meter of two, for example, SRI, while the input of the additional unit is connected to the output of the range generator, and the output is connected to the input

5 переключени коэффициента делени Дополнительного делител На чертеже показана блок-схема описываемого интерферометра. Выход диапазонного генератора подключен к пьезоизлучателю 2 каме ры 3 интерферометра, Пьезоприемник 4 подключен к входу тракта 5 усиле Hi-ш и формировани , выход которого соединен с блоком 6 управлени и настройки. Генератор I также соеди нен со входом делител 7 частоты и с входом измерител 8 девиации, выход которого соединен с входом дискретного измерител 9 отношени напр жений, выход которого подключен к входу переключени . коэфсоициента делени допожительногоделител 10 частоты, к друго му входу которого подключен выход делител 7 частоты, К частотомеру II подключены выходы дополнительного делител 10, блока б, а также делитель 12 меток времени. Выходы блока б соединены с генерато ром I и измерителем 9, Интерферометр работает следующим образом, В исходном состо нии генератор I вырабатывает высокочастотное напр жение, которое преобразуетс пьезоизлучателем 2 в ультразвуковые волны, распростран ющиес в исследуемой среде, наход щейс в камере 3, Ультразву кова волна в пьезоприемнике 4 частично преобразуетс в высокочастотное напр жение, которое по даетс на вход тракта усилени и формировани , С началом измерени частота генератора I от сигнала, подаваемого с блока б, увеличиваетс и достигает значени , соответствующего акустическому резонансу в камере 3, В момент резонанса , , в момент экстремального значени напр жени на выходе пьезоприемника 4, тракт 5 усилени и формировани вырабатывает сигнал, воздействующий на блок б. По сигналу с блока б в этот момен начинаетс перестройка частоты генератора в сторону уменьшени , Частота генератора I уменьшаетс до возникновени в камере 3 акустического резонанса с частотой, меньшей ее исходного значени , В этот момент частота генератора I оп ть увеличиваетс . В результате частота генератора I качаетс между двум соседними резонансами камеры 3, что приводит к по влению сигнала на выходе измерител 8 девиации частоты. По сигналу с блока правлени и настройки запускает дискретный-измеритель 9, осуествл ющий деление опорного нар жени , значение которого одно-. начно св зано с исходной частотой енератора I-, на выходное напр жеие измерител девиации частоты, В езультате показани измерител тношени равны округленному значеию (до ближайшего меньщего целого числа) отношени исходного значени частоты генератора I к интервалу частот между соседними акустическими резонансами, т,е, числу полуволн ультразвука в камере 2 при более низкочастотном из двух используемых акустических резонансов . Сигналом с измерител отношени устанавливаетс коэффициент делани дополнительного делител 10 частоты, равный числу полуволн ультразвука. На этом процесс переключени поддиапазона измерени скорости .ультразвука заканчиваетс . По сигналу с блока управлени генератор I перестраиваетс на частоту более низкочастотного резонанса и запускаетс электронносчетный частотомер II, сигнал на выходе которого с учетом коэффициентов делени делителей 7 и 10 частоты и делител 12 меток времени однозначно св зан со значением измер емой скорости ультразвука в среде. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Цифровой ультразвуковой интерферометр , содержащий электроакустически последовательно соединенные диапазонный генератор, измерительную камеру с пьезоиз.лучателем и пьезоприемником, тракт усилени и формировани сигнала пьезоприемника , блок настройки и управлени , который соединен с диапазонным генератором и электронносчетным частотомером, содержащим делители частоты и меток времени, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерени скорости ультразвука, он снабжен дополнительным- делителем частоты с переменным коэффициентом делени , включенным между делителем частоты и входом частотомера , и. дополнительным блоком, состо щим из последовательно соединенных измерител девиации частоты и дискретного измерител от5б5 switchings of the division factor of the Additional Divider The drawing shows the block diagram of the described interferometer. The output of the band generator is connected to the piezo-emitter 2 of the chamber 3 of the interferometer. The piezotransmitter 4 is connected to the input of the path 5 of the Hi-ш and formation array, the output of which is connected to the control and tuning unit 6. Generator I is also connected to the input of the frequency divider 7 and to the input of the deviation meter 8, the output of which is connected to the input of the discrete voltage ratio meter 9, the output of which is connected to the switching input. dividing factor of the additional frequency selector 10, the output of which is connected to the output of frequency divider 7, the outputs of additional divider 10, unit b, and the time divider 12 are connected to frequency meter II. The outputs of the block b are connected to the generator I and the meter 9, the Interferometer operates as follows. In the initial state, the generator I generates a high-frequency voltage, which is converted by the piezo-radiator 2 into ultrasonic waves propagating in the test medium in the chamber 3, Ultrasonic the wave in the piezoelectric receiver 4 is partially converted to high frequency voltage, which is given to the input of the amplification and shaping path. With the beginning of the measurement, the frequency of the generator I from the signal supplied from block b increases and it reaches a value corresponding to an acoustic resonance in the chamber 3, At the time of resonance, when the extreme value of the voltage at the output of the piezoelectric 4, and generating a gain path 5 generates a signal, acting on the block b. According to the signal from the block b, the generator frequency is tuned downwards at this moment. The frequency of the generator I decreases until acoustic resonance occurs in the chamber 3 with a frequency less than its original value. At this moment the frequency of the generator I again increases. As a result, the frequency of generator I swings between two adjacent resonances of chamber 3, which leads to the appearance of a signal at the output of meter 8 of the frequency deviation. The signal from the control and adjustment unit triggers the discrete-meter 9, which performs the division of the reference load, the value of which is single. is initially associated with the initial frequency of the oscillator I-, the output voltage of the frequency deviation meter. As a result, the meter measurements are equal to the rounded value (to the nearest smaller integer number) of the ratio of the initial frequency of the generator I to the frequency interval between adjacent acoustic resonances, m, e , the number of half-waves of ultrasound in chamber 2 at the lower frequency of the two used acoustic resonances. The signal from the ratio meter establishes the factor for making the additional frequency divider 10 equal to the number of half-waves of ultrasound. This completes the process of switching the speed measurement sub-band. According to the signal from the control unit, the generator I is tuned to the frequency of the lower frequency resonance and the electron counter frequency meter II is started, the output of which, taking into account the division factors of the dividers 7 and 10, and the divider 12 time marks, is uniquely associated with the measured ultrasound velocity in the medium. SUBJECT OF THE INVENTION A digital ultrasound interferometer containing electro-acoustically connected series generator, a measuring chamber with a piezoelectric transmitter and a piezo receiver, a gain and signal path of the piezo receiver, which is connected to a band generator and an electron counting frequency meter containing frequency dividers and time stamps, characterized in that, in order to expand the range of ultrasound velocity measurement, it is equipped with an additional The notes with a variable dividing ratio, connected between the frequency divider and the input of the frequency counter, and. an additional unit consisting of a series-connected frequency deviation meter and a discrete meter ot5b

ношений двух напр жений, при этоы тора, а выход - к входу переключевход дополнительного блока подклю- ни коэффициента делени дополничен к выходу диапазонного генера- тельного делител .carrying two voltages, when it is a torus, and the output to the input of the switching input of the additional unit for connecting the division factor is added to the output of the range oscillator divider.

446825446825