SU717644A1

SU717644A1 - Ultrasound velocity meter

Info

Publication number: SU717644A1
Application number: SU772550882A
Authority: SU
Inventors: Николай Павлович Воробьев
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1980-02-25

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа состава и расхода жидких и газообразных сред.The invention relates to measuring technique and can be used to analyze the composition and flow rate of liquid and gaseous media.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее синхронизирующий генератор, излучающий и приемный пьезопреобразователь, усилитель, амплитудный детектор, стробирующую схему, частотомер и устройство задержки, включенные в синхрокольцо [1] .A device for measuring the speed of ultrasound, containing a synchronizing generator, emitting and receiving piezoelectric transducer, amplifier, amplitude detector, gating circuit, frequency counter and delay device included in the synchro ring [1].

Однако в нем устройство задержки включено в синхрокольцо, что приводит, к увеличению периода автоциркуляцйи синхроимпульсов, путем добавления неинформативного времени задержки, и тем самым к снижению точности измерения. .However, in it, the delay device is included in the sync ring, which leads to an increase in the period of auto-circulation of the clock pulses, by adding an uninformative delay time, and thereby to a decrease in the measurement accuracy. .

Наиболее близким по технической ' сущности к предложенному является измеритель скорости ультразвука, со- . держащий последовательно включенные в синхрокольцо синхронизируемый генера-25 тор, излучающий и приемный пьезопр'еобразователи, усилитель, амплитудный детектор и формирующий каскад [2].The closest in technical essence to the proposed is an ultrasound speed meter, co. holding a synchronized generator 25 sequentially included in the synchro ring, emitting and receiving piezoelectric transducers, amplifier, amplitude detector, and forming cascade [2].

Однако точность измерения с помощью этого устройства ограничена вре2 менём задержки сигнала в мембранах преобразователей и в электронной схеме.However, the accuracy of measurement with this device is limited by the time 2 of the signal delay in the transducer membranes and in the electronic circuit.

Цель изобретения — увеличение точ-‘ ности измерения.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurement.

Это достигается тем, что в измеритель скорости ультразвука введены несколько промежуточных пьезопреобразователей,расположенных под углом друг к другу с возможностью однонаправленного последовательного прохождений ультразвука от излучающего пьезопреобразователя через все промежуточные пьезопреобразователй к приемному пьезопреобразователю, усилители-формирователи по числу промежуточных пьезопреобразователей, схему ИЛИ и счётчик импульсов, причем каждый промежуточный пьезопреобразователь подключен к входу соответствующего усилителя-формирователя, выходы всех усилителейформирователей и формирующего каскада соединены со входами схемы ИЛИ, выход которой подключен ко входу счетчика импульсов.This is achieved by the fact that several intermediate piezoelectric transducers are introduced into the ultrasound speed meter, which are located at an angle to each other with the possibility of unidirectional sequential passage of ultrasound from the radiating piezoelectric transducer through all the intermediate piezoelectric transducers to the receiving piezoelectric transducer, amplifiers-converters according to the number of intermediate piezoelectric transducers, OR pulse count and and each intermediate piezoelectric transducer is connected to the input of the corresponding amplifier Ithel-shaper, the output of usiliteleyformirovateley and forming stage connected to the inputs of OR gate, the output of which is connected to the input of the pulse counter.

На фиг. 1 изображена структурная схема одного из вариантов измерителя;In FIG. 1 shows a structural diagram of one of the variants of the meter;

на фиг. 2 - временная диаграмма импульсов на входе счетчика.in FIG. 2 is a timing chart of pulses at the input of the counter.

' з 'Иэмерит’ёлЁcKto'pbcTBryjfbf Раз”Вука содержим последов’ательно включенные ^Β’'~οήϊΐ}ίρόκόπΒ4θ' 'сйнхронизируёмый/гё'Не-'* ратор 1, излучающий пьезо.прео'бразоватёль 2, промежуточные пьезопреобразователи 3-9, приемный пьезопреобразова-'$ тель '10,усилитель 1 Г,амплитудный детек тор 12,и формирующий каскад 13. Каждый промежуточный пьеэопреобр'аэбватель 3-9 ’п'ЬДкйючей ’к входу соответЬтвующего усилителя-формирователя 1420, выходы которых, а также выход ’ формирующего каскада 13 соединены с 'входами' схемы ИЛИ 21,⁷ выход которой подключен к входу счетчика 22 импульсов. ' - >10 сколько импульсов по числу промежуточных пьезопреобраэователей плюс им'П'уЛ’ьс с выхода приемного пьезопреобразователя 10. По показаниям счетчика импульсов 22 определяется скорость ‘ ультразвука в среде.' Если период Т поступления импульсов с промежуточных пьезопреобразователей равен периоду автоциркуляции импульсов в обычной схеме спнхрокольца, то относительная ' по грешность из мер ён и я с помощью данного измерителя уменьшается в п+1 раз, где.η - число промежуточных пьезопреобраэователей, за счет того, ' Что уменьшается влияние времени задержки импульсов'в мембранах пьезопреобразователей и электронной схеме.'z'Iemerit'ölcKKto'pbcTBryjfbf Once ”Vuka contain sequentially connected ^ Β '' ~ οήϊΐ} ίρόκόπΒ4θ '' synchronized / gё'Ne - '* radiator 1 emitting a piezo transducer 2, 3 intermediate , the receiving piezoelectric transducer is '$ tel '10, an amplifier 1 G, an amplitude detector 12, and forming a cascade 13. Each intermediate piezo-transformer 3-9'n'D'kyuyuchy to the input of the corresponding amplifier-shaper 1420, the outputs of which, as well as the output of the 'forming cascade 13 is connected to the'inputs' of the circuit OR 21, ^{7 the} output of which is connected to the input of the counter 22 impu Lls. '-> 10 how many pulses according to the number of intermediate piezoelectric transducers plus they are P'UL's from the output of the receiving piezoelectric transducer 10. According to the readings of the pulse counter 22, the speed of' ultrasound in the medium is determined. ' If the period T of the arrival of pulses from the intermediate piezoelectric transducers is equal to the autocirculation period of the pulses in the usual spherical ring circuit, then the relative error is measured and I using this meter decreases by n + 1 times, where.η is the number of intermediate piezoelectric transducers, due to 'What decreases the effect of pulse delay time' in the membranes of piezoelectric transducers and the electronic circuit.

''Йэмёритель работает слёдуощйм образом.'' Yeameritel works as follows.

При включении устройства синхронизируемый генератор 1 вырабатывает электрический импульс, который посту' пает на излучающий пьезопреобразователь, преобразующий'его в акустическийймпУ’льс. Акустический импульс про ' ХОДИТ’· исследуемую среду, последовательно отражаясь от плоскостей промежуточных, пьезопреобразоватёлей 3-9, , поступает.в приемный пьезопреобразо' ватёль 10, где преобразуется в ^гэйект. рический импульс. Этот’’.и^Ш'уль'С¹Яр0ходйт через усилитель 11, амплитудный детектор 12 и формирующий каскад 13 и поступает на вход синхронизируемого ''/генератора 1, который снова вырабатывает электрический импульс. Такйм образом,в синхрокольце возникает автоцйркуляция импульсов. Одновременно импульс с выхода формирующего'Каскада 13 поступает наодин из входов схемыИЛИ 21. На остальные входы схемы ИЛИ 21 поступают импульсы с усилителей-формирователей 14-20 по мере того/ как акустический импульс /’ поёледовательно отражается от промежуточных пьезопреобраэователей 3-9. В результате на выходе схемы ИЛИ 21 возникает'последовательность импуль” сЪв7 ’число которых' ^о’Й&Гё^ёйя^еЯ'ко.....-ли чёст вбм промежуточных пьёзо^ео'бр а ' зователёй (фиг.2). За время ,соответ ствующёе периоду автоциркуляций, ' ' в обычной схеме ‘синхрокольца' на вход счётчика импульсов 22 nO’OfyrfS'e^”’не-When the device is turned on, the synchronized generator 1 generates an electric pulse, which is supplied to the emitting piezoelectric transducer, which converts it into an acoustic pulse. The acoustic pulse about 'GOES' · investigated medium sequentially reflected by the intermediate planes, pezopreobrazovatoley 3-9, postupaet.v receiving pezopreobrazo 'vatol 10 where it is converted into eyekt ^g. Impulse. This ``. And ^ Ш'уль'С ¹ Yar0 go through the amplifier 11, the amplitude detector 12 and forming the cascade 13 and is fed to the input of the synchronized '' / generator 1, which again generates an electric pulse. Thus, in the sync ring, auto-circulation of pulses occurs. At the same time, the pulse from the output of the forming 'Cascade 13 enters one of the inputs of the OR 21 circuit. The other inputs of the OR 21 circuit receive pulses from the amplifiers-shapers 14-20 as the acoustic pulse /' is successively reflected from the intermediate piezoelectric transducers 3-9. As a result, at the output of the OR 21 circuit, there arises a “pulse sequence” of cb7, the number of which is “^ o'Y & Гё ^ ейя ^ еЯ'кo .....- if the wbm is an intermediate piezo ^ eo'br a 'callter (figure 2) . During the time corresponding to the period of autocirculation, '' in the usual 'sync ring' circuit to the input of the pulse counter 22 nO'OfyrfS'e ^ ”'

Claims

(54) ULTRASONIC SPEED METER, G-ShshSHG rger Sh, UyG ZEZHDUAHDZAHDUAAAAHEUAHEUAHDT, OTZhAHUAAAAAAAAAAAAAAAAA group Amplitude Detor 12, and a Forming Cascade 13. Each intermediate transducer 3–3 pp.} SLOSG on the input of the answerforming amplifier 14, 21, which inputs, as well as the output of the forming cascade 13, are connected to the inputs of the OR circuit 21, the output of which is connected to the input of the counter 22 pulses. - JC meter works in a way. When the device is turned on, the Synchronized Generator 1 generates an electrical impulse, which is delivered to the radiating. Piezoelectric transducer, which transforms it into acoustic impulse. The acoustic impulse about the HYuYt of the investigated medium, which is successively reflected from the planes of intermediate piezoelectric transducers 3-5, enters the receiving piezoelectric transducer U, where it is transformed into a riic impulse. This. A remote control amplifier 11, an amplitude detector 12 and a shaping stage 13 and enters the input of a synchronizable oscillator 1, krythy again picks up an electrical impulse. In this way, the auto-circulation of pulses occurs in the sync column. At the same time, the impulse from the output of the forSchruyy of its Cascade 13 is fed to one of the inputs of the OR circuit 21. The remaining inputs of the OR 21 circuit receive pulses from the shaping amplifiers 1.4-20 as the acoustic impulse is subsequently reflected from the intermediate piezoelectric transducers 3 -9. As a result, at the output of the circuit OR 21 Siny, the sequence of impulses is c-LJ; -number KOTOiSbtx) Wf -yTShkoi-d. - a - iiiiess., lich: as intermediate piezotransmitters (Fig. 2). During the time T, corresponding to the autocirculation period, in the usual cxeNfe seynhroks ltsana pulse counter input 22 pb 1 N th 7G7644 how many ypuls by the number of intermediate piezo transducers plus C-transducers from the output of the receiving piezo transducer 10. The 22 pulses 22 has 22 charts, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 pulses, 22 counters, 22 pulses, 22 counters, 22 . If the period T of the pulse from the intermediate piezotransducer is equal to the period of autocirculation of pulses in the usual SinHrbSltz scheme, then the relative loss of iMereny using this meter decreases in n + 1, the number of the intermediate piezotransducer is out of the limit, outnumber is reduced. piezo transducer membranes and electronic circuit. The invention The ultrasound velocity meter containing psemplemently included synchronized clock generator, emitting and receiving piezo-transducer, amplifier, amplitude detector and a shaping cascade, which is similar to that, with the same PbSympercuts, it is a good measure and it is a measure. intermediate piezoelectric transducers located in the Vb.VybZhNbSTy bdnidirectional after-passage passage of ultrasound of the ST and the emitting piezoelectric transducer through all the intermediate piezoelectric transducers to the receiving piezoelectric transducer, amplifiers formers according to the number.intermediate piezoelectric transducers, the OR circuit and a pulse counter, each intermediate piezoelectric transducer connected to the input of the Corresponding amplifier-forger, outputs of all amplifiers forming and forming the connection cascade; the input of the meter d1chpulsov. . .Sources of information, pryn tievo attention in the examination. 1. - Pat. USA 3,710,621, cl. 73-194 A, 1973.

2. Brazhnikov N.I. Ultrasonic methods. M., Energie, 1965, cjl26 (prototype).

l (.;:.. iWiir ..., NxV-. V ..

iS5f "" iiaia3ie s "| i%"

- SsscSfe & Sa safeA & ti

ieE S-; sSic.:.