SU492798A1 - Цифровой измеритель поглощени ультразвука - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

3.

На чертеже приведена структурна  схетма цифрового измерител  поглощени  ультразвутса .

Генератор 1 радиоимпульсов соединен с излучателем 2 ультразвука, акустически св занным с исследуемой средой 3. Перемещаемый приемник 4 ультразвука через усилитель 5, буферный усилитель 6 и пиковый детектор 7 соединен со схемой 8 дифференцировани , выход которой св зан со входом счетчика 9 импульсов с предваритешным выбором. Выход счетчика 9 св зан с управл ющими входами электронных ключей 10 и 11, генератора 12 экспоненциального напр жени  и входом запуска ,цифрового измерител  13 интервалов времени . Выход усилител  5 подключен так т:., же ко вторым входам электронных ключей 1О и 11. Амплитудный дискриминатор 14 через схему 15 запоминани  амплитуды подключен к выходу ключа 11, счетчик с предварительным выбором 9 подключен к выходу вторым входом; сосчитав заданное число импульсов, например 1О импульсов, запираетс  и одновременно выдает импуль запирающий ключ 1О и запускающий генератор 12 экспоненциального напр жени  и цифровой измеритель 13 временных интервалов . После запирани  ключа 1О начальна  амплитуда Но напр жени  генератора 12 равна a raлитyдe пр ин того импульса U2 в момент запирани  счетчика 9.

Экспоненциально уменьшающеес  напр жение генератора 12 подаетс  на другой вход амплитудного дискриминатора 14. Когда напр жение сравниваетс  с амплитудой И , опорного напр жени  в момент времени t , дискриминатор выдает импулы останавливающий цифровой измеритель 13 интервалов времени.

и2-Ц1-г

Кроме TQro, известно, что амплитуда ультразвуковых импульсов при изменении рассто ни  между излучателем и приемником ультразвука измен етс  по закону:

где 0( - амплитудный коэффициент поглощени  ультразвука, I и -2 - рассто ни  между излучателем и приемником ультразвука , при которых амплитуды прин того , сигнгъла равны, соответственно, U -j и -g

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 радиоимпульсов, вырабатывающий радиоимпульсы из синусоидального напр жений) Бозйузкдает излучатель ультразвука. Длительность возбу кдающих импульсов устанавливаетс  такой, чтобы не возникала устойчива  интерференци 

I 5i ультразвуковых волн в исследуемой среде. Ультразвуковые волны, пройд  через исследуемую среду 3, преобразуютс  приемнико 4 в электрические импульсы и через усилители 5 и 6 подаютс  на вход пикового

10-Детектора 7, где алгебраически суммируютс  с непрерывным синусоидальным высокочастотным напр жением, подаваемым с ге- i нератора 1, При перемещении приемника ультразвука 4 в сторону излучател  2 фаза прин того сигнала непрерывно измен ет с , вследст-вне, чего на входе детектора 7 возникают пульсации высокочастотного напр жени , период которых соответствует длине волны ультразвука в исследуемой

20 среде. Пиковым детектором 7 эти пульса- ции преобразуютс  в пульсирующее напр жение , которое дифференцируетс  схемой 8.

В начале измерений счетчик 9 открыт и при по влении первого импульса на -его

25 входе выдает импульс, закрывающийключ 11 Ключ в .начале измерений открыт и поэтому пропускает прин тые импульсы с выхода усилител  5 на схему 15 запоминани  амплитуды, котора  после закрыти 

30 ключа 11 фиксирует амплитуду прин того импульса и соответствующую началу работы счетчика 9 в виде посто нного напр жени , которое .поступит на один вход амплитудного дискриминатора в качестве

35 опорного напр жени .

Использу  оба равенства, получим

a(t,-t,)4.

Поскольку fg.- 40 ное число звуковых волн, ны, тоcrЛ Kt, ,

где k Гт . Таким образом, при измере45 НИИ интервала посредством цифрового измерител  13 временных интервалов, получают показани  коэффициента поглощени  по длине волны ультразвука.

Предмет из об р е т е н и  

Цифровой измеритель поглощени  ультразвука , содержащий последовательно соединенные генератор радиоимпульсов, излучатель и приемник ультразвука, усилитель, пиковый детектор и амплитудный дискриминатор , отличающийс  тем, что.

с целью повышени  производительности измерений , он снабжен схемой дифференцировани , счетчиком импульсов с предварительным выбором, генератором экспоненциального напр жени , цифровым измерителем иш тервалов времени, схемой запоминани  амплитуды импульсов и двум  электронными ключами, входы которых св заны с выходом усилител , выход первого ключа через схему запоминани  амплитуды соединен с одним из входов амплитудного дискриминатора , выход второго ключа св зан с одним входом генератора экспоненциального напр жени , выход генератора экспоненциального напр жени  св зан с вторым входом амплитудного дискриминатора, выход которого св зан с одним из входов измерител  интервалов времени, блок генератора радиоимпульсов соединен с входом пикового детектора,, выход которого через схему дифференцировани  подключен к счетчику импульсов , а выход счетчика импульсов соединен с управл ющими входами ключей вторыми входами генератора экспоненциального напр жени  и цифрового измерител  интервалов времени.