SU699416A1 - Измеритель скорости ультразвука в агрессивных средах - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В АГРЕССИВНЫХ- СРЕДАХ.

ный делитель частоты подключен к nepBONry входу третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора и сбросовыми входам счетчика импульс.ов и разностного делител  частоты, второй вход которого подключен к выходу схемл ИЛИ. Один из ультразвуковых преобразователей через третий ключ подключен к первому входу счетчика импульсов, а выход селектора проиедшего сигнала соединен с входом генератора импульсов.

ria фиг.1 изображена структурна  схема измерител ; на фиг.2 - эшоры напр жений,

Измеритель скорости ультразвука в агрессивных средах содержит генератор 1 импульсов, подключенный чере диоды к двум ультразвуковым волноводным преобразовател м (один преобразователь 2 с волноводом 3 и другой преобразователь 4 с волноводом 5), каждый из которых непосредственно подключен к вторым входам триггеров 6 и 7 соответственно, а преобразователь 4 подключен к входу селектора 8 пришедшего сигнала, и входу ключа 9. Преобразователи 2 и 4 также соединены с входами селекторов 10 и 11 отраженных сигналов, выходы которых соединены с первыми входами триггеров б и 7 соответственно. Измеритель содержит также кварцевый генератор 12,, выход которого соединен с входом делител  13 частоты, выход последнего подключен к второму входу ключа 14 и через линию 15 задержки к второму входу ключа 16 Первые входы ключей 14 и 16соединены с выходами триггеров 6 и 7 соответственно , а выходы ключей 14и 16 подключены к входам схемы ИЛИ 17, выход которой соединен с вторым входом разностного делител  18 частоты , первый вход которого подключен к выходу кварцевого гененатора 12, . а сбросовый вход соединен с выходом тактового генератора 19, с вторым входом третьего триггера 20 и со сбросовым входом счетчика 21 импульсов . Первый вход триггера 20 подключен к выходу разностного делител  18 частоты, выход - к первому входу ключа 9, выход которого соединен с входом счетчика 21 импульсов.

Измеритель работает следующим образом.

В начальный момент времени t (фиг.2а) генератор 1 импульсов, который после включени  питани  запускаетс  в автоколебательном режиме с периодом повторени  Т, через дио ды, предназначенные дл  разв зки ультразвуковых преобразователей по отраженным и прин тым сигналам, вырабатывает импульс, который возбуждает оба ультразвуковых преобразоватал  2 и 4 с акустическими волно-J водами 3 и 4,- устанавливает в единичньте состо ни  триггеры 6, 7 и поступает на первый вход ключа 9. Во врем  действи  этого импульса ультразвуковые преобразователи 2, 4 возбуждают в акустических волноводах 3,5 ультразвуковые волны (фиг.26), которые распростран ютс  по ним, проход т исследуемую среду и акустические волноводы 3, 5, а также возбуждают ультразвуковые преобразователи 4, 2 (фиг.2в) . Ультразвуковой сигнал, преобразованный в преобразователе 4 в электрический , поступает на вход селектора 8 прошедшего сигнала. Врем  и длительность селекции выбраны такими чтобы селектировать только импульсы пр мого прохождени . Сигнал с выхода селектора переводит генератор 1 импульсов в режим синх окальца, который запускаетс  с :периодом; повторени  Tjj (фиг.2а) . ;Нёкот6ра  часть энергии излучаемых в исследуемую среду ультразвуковых колебаний из-за различи  акустических импедансовК волноводов и средь отражаетс  от границ акустические вопноводы 3,5 исследуема  среда .Отраженные ультразвуковые импульсы (фиг.2 г,д) преобразуютс  ультразвуковыми преобразовател ми 2, 4 в электрические и селектируютс  при помощи селекторов 10, 11. При этом врем  и длительность селекции выбраны такими, чтобы селектировались только импульсы.

акустический

отраженные от границ

волновод - среда . Эти импульсы, имеющие меньшую амплитуду чем зондирующие из-за потерь в акустических волноводах и частичного отражени не измен ют состо ни  триггеров 6 и 7, Проселектированные отраженные сигналы в селекторах 10, 11 преобразуютс  в короткие импульсы и с .их выходов поступают на вторые управл ющие входа триггеров 6 и 7, перевод  их в нулевое состо ние (фиг.. 2 е,ж) . Таким образом длительности импульсов на выходах триггеров б и 7 соответствуют двойным задержкам ультразвука 2t: и 2 . акустических волноводах 3, 5, Непрерывные колебани  с выхода кварцевого генератора 12 (фиг.2и) с периодом повторени  равным, например tjj 1 мкс поступают на делитель частоты 13 с коэффициентом делени  Kq, .2. С выхода делител  импульсы (фиг,2к) поступают непосредственно на первый ключ 14 и через линию задержки 15 на второй ключ 16, Врем  задержки

(фиг.2л) линии 15 выбрано из услови  -г-д Ь , где Гд длительность импульсов на выходе кварцевого генератора 12 соответственно . Последовательность импульсов

с выхода ключа 14, состо ща  из

1

имггульсов (фиг, 2м) и

2t друга  последовательность с выхода

- Ztiключа 16, состо ща  из Nj.

, iiI

т- -- -I

2i импульсов {фиг. 2н) подаютс  на схему ИЛИ 17, на выходе которой получаетс  исследовательность, состо ща  из N2 Nj импульсов (фиг.2о Эти импульсы поступают на вычитающий вход разностного делител  18 частоты. Если за некоторое врем  tj. на суммирующий вход делител  поступает число импульсов N, а на вычитающий - число импульсов 1-I.j, то общее число импульсов, записанны в разностный делитель частоты 18 составл ет Nj N - N-. В некоторы момент времени t (фиг.2п) тактовый генератор 19 сбрасывает разностный делитель 18 частоты и счетчик импулсов 21 в нулевое состо ние, а триггер 20 переводит в единичное состо ние (фиг.2р). Импульсом с выхода тригера 20 открываетс  третий ключ 9, и импульсы автоциркул ции суммируютс  в счетчике импульсов 21 (фиг.2т). Импульсы с выхода кварцевого генератора (фиг.2и) поступают |На суммирующий вход разностного делител  18 частоты. После переполнени  разностного делител  18 частоты импульс (фиг.2с) с его выхода переводит триггер 20 в нулевое состо ние (фиг.2р), в результате чего прекращаетс  подсчет импульсов автоциркул ции (фиг.2т) в счетчике 21 импульсов, длительность импульса на выходе триггера 20 составл ет Tj . Т i Т, где лТ - дополнителное врем  изг ерени , обуловленное тем, что общее число импульсов, записанных в разностный делитель 18 частоты, уменьшаетс  на N импульсо Лополнительное врем  измерени  равн

ь.Т (N - 1) - Ct + trfi) ,

где N - число импульсов, которое записываетс  в счетчик 21 при t&a. О , В результате

Т

TI

I- 1

rd

.

где Т и Тд- врем  измерени  и врем  прохождени  ультразвука от излучател  до приемника без волноводов.

Таким образом результат измерени  не зависит от величины задержки в акустических волноводах.

Claims (1)

1.Колесников А.Е. Ультразвуковые 0 измерени , М., изд. Стандартов,

+ 1,

1970, с.82.

2,Авторское свидетельство по за вке №2447994/18-10, кл. G 01 N 29/00, 02.li (прототип).

А.

Го

±JLJL 4 /ц -|k,- ли iiiiiiiiimiii ::;:::;д5- . JJJ . .JJJJ UlLIILLLIU JlJuli. Vi -U ,„, ..

.J.

/Й