SU599206A1 - Устройство дл измерени скорости распространени ультразвука - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

временной селектор 7; формирователь 8 коротких импульсов; формирователь 9 интервальных импульсов, например триггер, вторым входом подключенный ко второму выходу ждущего генератора I импульсов. В устройстве применен преобразователь 10 напр жени  в частоту , вход которого св зан с выходом формировател  9 интервальных импульсов через преобразователь И временных интервалов в напр жение и интегрирующий каскад 12, а выход - с входом ждущего генератора 1 импульсов , который третьим выходом .подключен к частотомеру 13 и через зедерживающее устройство 14 ко второму входу временног.о селектора 7.

Устройство работает следующим образом.

Ждущий генератор 1 импульсов запускаетс  сигналом с выхода преобразовател  10 .напр жени  в частоту и вырабатывает короткие запускающие импульсы (см.фиг. 2а), которые через согласующий каскад 2 возбуждают излучающий преобразователь 3. Период возбуждени  излучател  3. дл  разных режимов работы устройства в 2-3 раза больше времени действи  реверберационных помех, что обеспечивает стабильность измерений.

Акустический сигнал проходит через контролируемую среду 5 и преобразуетс  преобразователем .4 в электрический сигнал (см. фиг. 26), который усиливаетс  до определенного уровн  щирокополосны.м усилителе.м б и подаетс  на формирователь 8 коротких импульсов (см. фиг. 2в) через временной селектор 7, запускаемый по второму входу от ждущего генератора 1 импульсов через задерживающее устройство 14. Временной селектор 7 пропускает сигнал пр мого прохождени  и запрещает пропуск паразитных и реверберационных сигналов , что обеспечивает помехозащищенность устройства в целом. При необходимости временной селектор может пропускать кратноотраженные сигналы, что определ етс  величиной задержки в устройстве 14.

С формировател  8 короткие импульсы поступают на быстродействующий формирователь 9 интервальных импульсов, например триггер, запускаемый импульсами со ждущего генератора 1. Длительность импульса формировател  9 равна времени распространени  Траспр акустического сигнала через среду 5 (с.м. фиг. 2г). Интервальные импульсы с быстродействующего формировател  9 подаютс  на преобразователь 11 временных интервалов в напр жение, который на своем выходе обеспечивает величину напр жени  U„,(cм. фиг. 2д), средний уровень которого одновременно пропорционален времени и частоте F повторени  импульсов, т. е.

U.,a«p- F, (1)

где К - коэффициент пропорциональности.

Величина данного напр жени  усредн етс  интегрирующим каскадом-12 до величины ty (см. фиг. 2е), где Uo, в свою очередь, пропорционально средней величине и„.,. Напр жение управл ет преобразователем 10 напр жени  в частоту, который запускает ждущий генератор 1 импульсов.

При изменении, например увеличении, скорости распространени  ультразвука уменьщаетс  длительность интервального и.м пульса Трасер, что вызывает уменьщение напр жени  Urip на выходе преобразовател  11 временного интервала в напр жение и соответственно уменьщение напр жени  и/, на выходе интегрирующего каскада 12. Незначительному уменьшению О-, соответствует значительное увеличение частоты F преобразовател  10 напр жени  в частоту. Увеличение частоты F зондирующих и.мпульсов, в свою очередь, вызывает по цепи обратной св зи увеличение Up. Таким образом, в предложенном устройстве дл  измерени  скорости распространени  ультразвука устанавливаетс  четкое равновесие, критерием которого  вл етс 

UQ-const.

Исход  из этого и на основании выражени  (1), длительность интервального импульса Тросп,,. обр-а-тно пропорциональна частоте повторени  импульсов.

Следовательно, преобразователь 11 временных интервалов в напр жение работает строго определенное врем  за любые достаточно больщие , но равные промежутки времени при разных скорост х распространени  ультразвука, и напр жение на его выходе  вл етс  посто нной величиной. Этим устран ютс  систематические погрешности преобразовател  временного интервала, например нелинейность, увеличиваетс  четкость работы за счет того, что нагрузочна  способность преобразовател  остаетс  посто нной. Точность измерений так же повышаетс  за счет того, что, с одной стороны , информаци  о скорости распространени  ультразвука представл етс  в частотно.м виде, и, с другой стороны, длительна  нестабильность работы преобразовател  напр жени  в частоту не имеет никакого значени , так как устройство автоматически корректируетс  по цепи обратной св зи.

Дл  повышени  разрешающей способности по скорости распространени  ультразвука необходимо сформировать интервальный и.мпульс меньшей длительности. Дл  этого формирователь 9 интервальных импульсов запускают не импульсами ждущего генератора 1, а задержанны .ми импульсами, поступающими, например, со второго выхода устройства 14 задержки. В этом случае устройство 14 целесообразно выполнить в виде высокостабильной линии временной задержки сигналов с соответствующими отводами. В этом случае диапазон измерени  скорости распространени  ультразвука ограничиваетс  сверху до определенной величины.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство № 402734, кл. G 01 N 29/00, 16.02.71.