SU459717A1 - Ультразвуковой интерферометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области акустической техники и может быть использовано дл  анализа свойств и состава вещества по его акустическим параметрам в научно-исследовательских и заводских лаборатори х.

Известен ультразвуковой интерферометр, содержащий последовательно соединенные диапазонный генератор, камеры посто нной длины с преобразовател ми, усилитель-детектор , блок формировани  резонансных пиков, блок настройки генератора и блок селекции.

Однако точность измерений такого интерферометра недостаточно высока из-за использовани  электронных средств дл  периодической калибровки устройства.

Целью устройства  вл етс  повышение точности измерени  скорости ультразвука.

С этой целью предложенный интерферометр снабжен реверсивным счетчиком, подключенным через ключевую схему ко входу диапазонного генератора, и ждущим генератором стабильной базы времени, подключенным к ключевой схеме. Выход блока селекции соединен со входом генератора базы времени и со входом реверсивного счетчика.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит диапазонный генератор 1, пьезоизлучатель 2, интерферометр 3, пьезоприемник 4, усилитель-детектор 5, блок формировани  резонансных пиков 6, ключевую схему 7, триггер 8, ключевую схему 9, счетчик 10, триггер 11, генератор стабильной базы времени 12, ключевую схему 13, переключатель 14,

реверсивный счетчик 15 и блок настройки 16. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии генератор 1 вырабатывает напр жение с частотой, равной максимальному значению используемого диапазона . Напр жением генератора 1 возбуждаетс  пьезоизлучатель 2, который излучает ультразвуковые волны, распростран ющиес  в исследуемой среде, котора  находитс  в камере 3. Ультразвуковые волны частично отражаютс  от пьезоприемника 4 и частично преобразуютс  им в электрические колебани , усиливаемые усилителем 5. Продетектированное напр жение пьезоизлучател  4 с выхода усилител -детектора 5 поступает на блок формировани  6. Триггеры 8 и 11 селектора наход тс  в состо нии, соответствующем замкнутому ключу 7, разомкнутому ключу 9 и включенному переключателем 14 режиму вычитани  реверсивного счетчика 15. Счетчик 15

погащен, ключ 13 разомкнут под воздействием сигнала с выхода генератора 12.

С началом измерени  запускаетс  блок настройки 16, под воздействием которого начинает уменьшатьс  частота генератора 1. В момент когда между пьезоизлучателем 2 и пьезоприемником 4 в камере 3 располагаетс  соответствующее число полуволн, из-за акустического резонанса резко увеличиваетс  напр жение пьезоприемника 4, огибающа  которого после усилени  и детекции в усилителе-детекторе 5 образует резонансный пик. Блок формировани  6 в момент экстремума резонансного пика, т. е. в момент акустического резонанса , вырабатывает импульс напр жени . Этот импульс через замкнутый ключ 7 перебрасывает триггер 8. Выходным импульсом триггера 8 замыкаетс  ключ 9, а переключателем 14 переключаетс  режим сложени  реверсивного счетчика 15. Передним фронтом этого импульса запускаетс  генератор 12, который замыкает ключ 13 на длительность выработанного генератором 12 интервала времени. В течение этого времени периоды напр жени  генератора 1 подсчитываютс  счетчиком 15.

Частота генератора 1 продолжает уменьшатьс . Импульсы с выхода блока формировани  6, соответствующие следующим акустическим резонансам, подсчитываютс  счетчиком 10.

Процесс протекает монотонно до заполнени  счетчика 10. При заполнении счетчика 10 его выходной импульс перебрасывает триггеры 8 и 10 и размыкают ключи 7 и 9. Одновременно выходной сигнал триггера 8 переключает ключ 14, и реверсивный счетчик 15 переходит в режим вычитани . Запускаетс  генератор 12. В течение интервала времени, выработанного им, периоды выходного напр жени  генератора I вычитаютс  из накопленной

в счетчике 15 суммы. Так как интервал времени , в течение которого замкнут ключ 13, строго посто нен, то в счетчике 15 остаетс  число импульсов, пр мо пропорциональное интервалу частоты между заданным числом (обусловленным емкостью счетчика 10) акустических резонансов, т. е. скорости ультразвука.

Подбором длительности времени замыкани  ключа 13 и длины камеры 3 достигаетс  равенство числа, индуцируемого счетчиком 15, и значени  скорости ультразвука в определенных единицах измерени .

Перед следующим измерением интерферометр должен быть возвращен в исходное состо ние .

Предмет изобретени 

Ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакустический тракт, включающий

последовательно соединенные диапазонный генератор, камеры посто нной длины с преобразовател ми , усилитель-детектор и блок формировани  резонансных пиков, а также блок настройки генератора, ключевую схему и блок

селекции, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности измерений скорости ультразвука, он снабжен реверсивным счетчиком , подключенным через ключевую схему к выходу диапазонного генератора, и ждущим

генератором стабильной базы времени, подключенным к ключевой схеме; причем выход блока селекции соединен со входом генератора базы времени и со входом реверсивного счетчика.