SU657334A1

SU657334A1 - Autocirculation ultrasound velocity meter

Info

Publication number: SU657334A1
Application number: SU762423682A
Authority: SU
Inventors: Иван Александрович Чернобай; Виталий Иванович Грищенко
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1976-11-29
Publication date: 1979-04-15

Description

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может найти применение при разработке акустической контрольно-измерительной аппаратуры дл контрол параметров сред. Известно измерительное устройство построенное на автоциркул ционном принципег способное работать при одно стороннем доступе к среде l. Однако оно не обладает стабильностью работы . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство , содержащее последовательно соедвненнУе стартовый генератор, генератор зондирующих импульсов, пъезопреобразователь , усилитель, фо шрова тель, линию задержки, генератор строб импульсов, схему совпадени , подклго ,чанную ко второму входу генератора зондирукшшх импульсов, дополнительно св занного через схему блокировани со стартовым генератором, и частото мер 12J. Однако это устройство также не обладает стабильностью работы при одностороннем доступе к контролируошой среде из-за применени сложных схем формировани сигналов запрета зондирующих импульсов. Кроме того, устрой ство не позвол ет выдел ть многократно ютражен ные сигналы, а именно taкие сигнсшы вл ютс предпочтительными при одностороннем доступе к контролируемой среде по причине того, что зондируюг ий импульс излучаетс на фоне небольших реверберационных помех . Цель изобретени - обеспечение стабильной работы и увеличение точности измерений при одностороннем доступе к контролируемой среде. Это досу гаетс тем, что в предлагаемое устройство введены схема разв зки , широкополосный усилитель-ограничитель , триггер, счетчик импульсов и опорный генератор, причем схема разв зки соединена с выходом генера- . тора зондирующих импульсов, пъезопреобразователем и входом усилител , втброй выход которого подключен через широкополосный усилитель-ограничитель ко второму входу.схемы совпадени , третий вход которой .св зан с выходом генератора зондирующих импульсов через триггер, втррьм входом подключенный к выходу счетчика импульсов , один вход которого подключен к опорному генератору, а второй вход - к генератору зондирующнх импульсов.The invention relates to ultrasound technology and may find application in the development of acoustic test equipment for monitoring media parameters. It is known a measuring device based on an autocirculation principle capable of operating with one-sided access to the medium l. However, it does not have the stability of the work. The closest to the invention to the technical essence is a device comprising, in series, a starting generator, a probe pulse generator, a piezoelectric transducer, an amplifier, a signal line, a delay line, a pulse gate generator, a coincidence circuit, connected to the second input of the probe pulse generator, additionally connected through a blocking circuit with a start generator, and frequency measure 12J. However, this device also does not have the stability of operation with one-way access to the controlled environment due to the use of complex schemes for the formation of signals for the prohibition of probe pulses. In addition, the device does not allow to allocate multiplicative signals, namely, these signals are preferable for one-way access to the controlled environment due to the fact that the probe pulse is emitted against the background of small reverberation noise. The purpose of the invention is to ensure stable operation and increase measurement accuracy with one-way access to a controlled environment. This is achieved by the fact that the proposed device includes an isolation circuit, a wideband amplifier-limiter, a trigger, a pulse counter and a reference oscillator, with the isolation circuit being connected to the output of the generator. probe pulses, a piezoelectric transducer and an amplifier input, the output of which is connected via a wideband limiting amplifier to the second input. connected to the reference generator, and the second input - to the generator of probe pulses.

Кроме того, схема разв зки содержит делитель, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, диод, резистор, конденсато1 л и второй диод, соединенный катодом с общей шиной, причем обща точка катода первого диода и резистора св зана со средней ТОЧК9Й делител , который одним резистором подсоединен к источнику питани , другим - к общей шине, вход дифференцирующей цепочки соединен с выходом генератора зондирующих импульсов , средн точка делител через конденсатор , соединена с преобразователем , а анод, второго диода соединен с входом усилител .In addition, the isolation circuit contains a divider connected in series to a differentiating circuit, a diode, a resistor, a condenser, and a second diode connected by a cathode to a common bus, the common point of the cathode of the first diode and the resistor being connected to the middle TOC9Y divider, which is connected to one resistor the power supply, others to the common bus, the input of the differentiating chain is connected to the output of the probe pulse generator, the middle point of the divider is connected via a capacitor to the converter, and the anode of the second diode is connected to the input amplifier.

На фиг, 1 изображен вариант блоксхемы предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы его работы.Fig, 1 shows a variant of the block scheme of the device; in fig. 2 - diagrams of his work.

Устройство содержит последовательно соединенные стартовый генератор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, схему 3 разв зки, к которой подключе пъёзопреобрАзователь 4, нагруженный на акуртически контролируемую среду 5, предварительный усилитель 6, формирователь 7, линию 8 задержки, формирователь 9 стробимпульсов, схему 10 совпадени , подключенную ко второму входу генерат ора 2 зондирукицих импульсов, дополнительно св занного через схему 11 блокировки со стартоjBbiM генератором 1. Второй выход предварительного усилител 6 подключен через широкополосный усилитель-ограничитель 12 к второму входу схемы 10 сов:падени , третий вход которой св зан с выходом генератора 2 зондирующих импульсов через триггер 13, вторым входом подключенный к выходу а Конец счета счетчика 14 импульсов , вход b которого подключен к опорному кварцевому генератору 15, а второй вход с Начало измерений к генератору 2 зондирующи.х импульсов. В устройстве применены частотомер 16 и отражающа поверхность 17, Схема 3 разв зки выполнена в. виде делител , резистором 18 подсоединенного к источнику +Е пихани , резистором 19 к общей имне, средней точкой - к пъезопреобразователю 4 через конденсатор 20, а выход генератора 2 зондирующих импульсов св зан с входом усилител 6 через последовательно включенные дифференцирующую цепь , диод 23 резистор 24, конденсаj op 25, причем обща точка диода 23 И резистора 24 св зана со средней точкой делител , а обща точка конденсатора 25 и входа усилител 6 св зана с общей шиной через второй диод 26, .The device contains a starting generator 1, a probe pulse generator 2, a 3-way circuit to which the transducer 4 is connected, loaded on an acurically controlled medium 5, a preamplifier 6, a driver 7, a delay line 8, a driver 9 strobe pulses, a coincidence circuit 10, connected to the second input of the oscillator 2 probe sound pulses, additionally connected via a blocking circuit 11 to the jBbiM start generator 1. The second output of the preamplifier 6 is connected via a wide a co-band limiting amplifier 12 to the second input of the 10 ow: drop circuit, the third input of which is connected to the generator output 2 probe pulses via trigger 13, connected to the output a by the second input. The counting end of the pulse counter 14, the input b of which is connected to the reference crystal oscillator 15 and the second input is from the beginning of the measurements to the generator 2 probe pulses. Frequency meter 16 and a reflecting surface 17 are used in the device. Scheme 3 decoupling is made at. the form of a divider, a resistor 18 connected to the source + E pihani, a resistor 19 to the common imne, a midpoint to the piezoelectric transducer 4 via a capacitor 20, and the output of the generator 2 probe pulses connected to the input of the amplifier 6 through a series-connected differentiating circuit, diode 23 resistor 24 , condensate op 25, and the common point of the diode 23 And the resistor 24 is connected to the midpoint of the divider, and the common point of the capacitor 25 and the input of the amplifier 6 is connected to the common bus through the second diode 26,.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

Стартовый генератор 1 импульсом и. (фиг, 2) запускает генератор 2 зондирукнцих импульсов и блокируетс схемой 11 после установлени автоциркул ции , Импульс Ujj, генератора 2 зондирующих импульсов (фиг, 2) поступает через схему 3 разв зки на пъезоэлемент 4, которьлм преобразуетс в ультразвуковой сигнал, излучаемый в контролируемую среду 5, Одновременно импульс -Uj генератора 2 поступает на вход с Начало измерени счетчика-14 импульсов, который формирует , стабильный врзленной интервал t - Е f, путем подсчета определенного от 1 до и количества импульсов опорного кварцевого генератора 15 (фиг, 2 - и..), После заполнени счетчик 14 импульсов пропускает tt-ый импульс к выходу fiКонец измерени и сбрасываетс в исходное состо ние.Starting generator 1 pulse and. (FIG. 2) triggers a probe pulse generator 2 and is blocked by circuit 11 after establishing autocirculation, Pulse Ujj, probe pulse generator 2 (FIG. 2) is fed through a 3-way circuit to piezoelectric cell 4, which is converted into an ultrasonic signal emitted into controlled Wednesday 5; At the same time, the pulse -Uj of the generator 2 is fed to the input from the beginning of the measurement of the counter-14 pulses, which forms a stable interrupted interval t - E f, by counting a certain number from 1 to and the number of pulses of the reference crystal ora 15 (Figure 2 - and ..) After filling, the pulse counter 14 transmits tt-th pulse to the output fiKonets measurement and is reset to its initial state.

Триггер 13 также.запускаетс импульсом Ug генератора 2 зондирующих импульсов и вырабатывает при этом запрещающий уровень дл схемы 10 совпадени , Переброс триггера 13 в исходное состо ние осуществл етс стабилизированным по времени от начала запуска h-bOM импульсо М, поступающим с выхода а Конец измерени счетчика 14 имп 9lьcoв (фиг, 2 - после чего схема 10 совпадени обеспечиваетс по третьему входу разре-. шающим уровнем.The trigger 13 also triggers the pulse Ug of the generator 2 probe pulses and produces a prohibiting level for the circuit 10 of coincidence. The trigger 13 is transferred to its initial state stabilized in time from the start of the h-bOM pulse M coming from the output. 14 imp 9lc (fig, 2 - after which the coincidence circuit 10 is provided at the third input by the allow level.

К моменту времени -t, ультразвуковой импульс успевает переотразитьс в акустически контролируемой среде П1 раз от отражающей поверхности 17 и защитной мембраны пъезопреобр азо вател 4, Ультразвуковой m раз отраженный сигнал преобразуетс пъезопластиной 4 в электрический сигндл, через схему 3 разв зки поступающий на ,вход предварительного усилител 6, кото- рым усиливаетс до определенной величины (фиг, 2 - Ug). С выхода усилител 6 сигнал подаетс на формирователь 7, который вл етс пороговым каскадом с положительной обратной св зью, формирующим перепады напр жени при достижении входным сигналом Зсшанного уровн U (фиг, 2 - U,,By the time point –t, the ultrasonic impulse has time to re-echo in an acoustically controlled environment P1 times from the reflecting surface 17 and the protective membrane of the piezoelectric transducer 4, the Ultrasonic m times the reflected signal is converted by the piezoplast 4 into an electrical signal, through the 3 times coming into the input signal amplifier 6, which is amplified to a certain value (FIG. 2 - Ug). From the output of the amplifier 6, the signal is fed to the driver 7, which is a threshold cascade with positive feedback, which forms voltage drops when the input signal reaches the Scaling level U (Fig, 2 - U,

и,).and,).

Импульсные перепады напр жени Uформировател 7 подаютс через линию 8 задержки (фиг, 2 - Ug) на формирователь 9 стробимпульсов, формирующий задержанные стробимпульсы U, задержка которых относительно импульсов составл ет 0,3 ,что необходимо дл стробировани наиболее крутого фронта из прин того ультразвукового сигнала,,Pulse voltage drops of Uformat 7 are supplied via delay line 8 (FIG. 2 - Ug) to shaper pulse generator 9, which forms delayed strobe pulses U, whose delay relative to pulses is 0.3, which is necessary for gating the steepest edge of the received ultrasonic signal ,,

Claims

1. USSR author's certificate 480975, cl. G01 N 29/04, 1973.

2. Author's certificate. USSR 509968, cl G01 N 29/02, 1974.