SU913235A1 - Device for measuring ultrasound absorption coefficient - Google Patents

Device for measuring ultrasound absorption coefficient Download PDF

Info

Publication number
SU913235A1
SU913235A1 SU802919278A SU2919278A SU913235A1 SU 913235 A1 SU913235 A1 SU 913235A1 SU 802919278 A SU802919278 A SU 802919278A SU 2919278 A SU2919278 A SU 2919278A SU 913235 A1 SU913235 A1 SU 913235A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
frequency
mixer
tuner
Prior art date
Application number
SU802919278A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Vitautas K Armoshka
Kazimeras A Kundrotas
Vidas A Sukatskas
Original Assignee
Kaunassk Polt Inst Antanasa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaunassk Polt Inst Antanasa filed Critical Kaunassk Polt Inst Antanasa
Priority to SU802919278A priority Critical patent/SU913235A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU913235A1 publication Critical patent/SU913235A1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

1one

Устройство относится к неразрушающим методам исследований материалов и может быть использовано при определении коэффициента поглощения ультразвука в газах и жидкостях.The device relates to non-destructive materials research methods and can be used in determining the absorption coefficient of ultrasound in gases and liquids.

Известен цифровой ультразвуковой интерферометр постоянной длины, предназначенный для измерения скорости и поглощения ультразвука в жидкостях, содержащий электроакустический тракт, состоящий из последовательно соединенных диапазонного генератора, измерительной камеры постоянной длины с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, усилителя, блока определения уровня 0,707 и блока настройки, также соединенные последовательно преобразователь частота - напряжение, детектор и цифровой вольтметр для индикации коэффициента поглощения и блок измерения скорости ультразвука (13 .Known digital ultrasonic interferometer of constant length, designed to measure the speed and absorption of ultrasound in liquids, containing an electro-acoustic path consisting of a series-connected frequency generator, a measuring chamber of constant length with radiating and receiving electroacoustic transducers, an amplifier, a level determination unit 0.707 and a setting unit, also frequency - voltage, detector and digital voltmeter connected in series to indicate the coefficient of the absorption unit and measuring the ultrasonic velocity (13.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, -обусловленная погрешностью преобразования час2A disadvantage of this device is the low accuracy of measurements, due to the accuracy of the conversion time2

тота - напряжение и нелинейностью детек* тора.This is the voltage and non-linearity of the detector * torus.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее последовательно соединенные и замкнутые в кольцо генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, электроакустическую камеру, приемный преобразователь, усилитель, пороговый элемент и первый блок настройки, последовательно соединенные смеситель, первый вход которого соединен с выходом генератора ультразвуковых колебаний, и измерительный блок, последовательно соединенные второй блок настройки и гетеродин, выход которого соединен со вторым входом смесителя (2] .The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a device for measuring the absorption coefficient of ultrasound, containing a series-connected and ring-closed ultrasonic oscillation generator, a radiating transducer, an electro-acoustic chamber, a receiving transducer, an amplifier, a threshold element and the first tuner, serially connected mixer , the first input of which is connected to the output of the generator of ultrasonic vibrations, and the measuring unit, will follow flax connected the second tuner and a local oscillator whose output is connected to a second input of the mixer (2].

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, так как процесс измерения разбивается на несколько интервалов, в каждом из котеA disadvantage of the known device is the low measurement accuracy, since the measurement process is divided into several intervals, in each of the cat

3 913235 43 913235 4

рых имеется погрешность дискретности, равная единице младшего разряда.There is an error of discreteness equal to the unit of the lower order.

Цепью изобретения является повышен ние точности измерения.The chain of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленная цепь достигается тем, 5 что второй блок настройки выполнен в виде последовательно соединенных частотного демодулятора, вход которого соединен с выходом смесителя, фильтра низкой Частоты-и вычитающего блока, выход ко- 10 торого, представляет собой выход второго блока настройки, а также детектора, включенного между выходом частотного демодулятора и вторым входом вычитающего блока. 15The assigned circuit is achieved by the fact that the 5 second tuner configured as a series-connected frequency demodulator having an input connected to the output of the mixer, the low pass filter - and subtractor block 10 torogo Ko output represents the output of the second tuner, and the detector connected between the output of the frequency demodulator and the second input of the subtracting unit. 15

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу схемы.FIG. 1 is a block diagram of the device; in fig. 2 - voltage diagrams explaining the operation of the circuit.

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержит 20 последовательно соединенные и замкнутые в кольцо генератор 1 ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь 2, электроакустическую камеру 3, приемный преобразователь 4, усилитель 5, порого- 25 вый элемент 6 и первый блок 7 настройки, последовательно соединенные смеситель 8, первый вход которого соединен с выходом генератора 1 ультразвуковых колебаний, и измерительный блок 9, по- Зд следовательно соединенные второй блок 10 настройки и гетеродин 11, выход которого соединен со вторым входом смесителя 8, кроме того, второй блок настройки выполнен в виде последовательно соединенных частотного демодулятора 12, вход которого соединен с выходом смесителя 8, фильтра 13 низкой частоты и вычитающего блока 14, выход которого представляет собой выход второго блока 4θ 10 настройки, а также детектора 15, включенного между выходом частотного демодулятора 12 и вторым входом вычитающего блока 14.A device for measuring the absorption coefficient of ultrasound, contains 20 series-connected and ring-closed ultrasonic oscillator 1, a radiating transducer 2, an electro-acoustic chamber 3, a receiving transducer 4, an amplifier 5, a threshold 25 element 6 and the first tuning unit 7 connected in series by a mixer 8, the first input coupled to an output of the generator 1 of the ultrasonic vibration and the measurement block 9, po- W d consequently connected the second adjustment unit 10 and a local oscillator 11 whose output is cos dinene with the second input of the mixer 8, in addition, the second tuner is made in the form of serially connected frequency demodulator 12, the input of which is connected to the output of the mixer 8, low-frequency filter 13 and subtractive unit 14, the output of which is the output of the second tuning unit 4 θ 10 and a detector 15 connected between the output of the frequency demodulator 12 and the second input of the subtracting unit 14.

Первый блок 7 настройки может быть ( выполнен, например, в виде последовательно соединенных счетного триггера 16 и интегратора 17.The first block 7 settings can be ( performed, for example, in the form of serially connected counting trigger 16 and integrator 17.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Частота генератора 1 ультразвуковых колебаний под воздействием сигнала с первого блока 7 настройки изменяется в ту или иную сторону. Ультразвуковые волны, излучаемые преобразователем 2, распространяются в исследуемой среде в камере 3 и многократно отражаются от преобразователей 2 и 4. На частоте, на которой в исследуемой среде располагается целое число полуволн, столбик среды резонирует. На этой частоте £0 выходное напряжение 18 (фиг. 2) преобразователя 4 и усилителя 5 максимальное и уменьшается при расстройке в любую сторону. Пороговый элемент 6 запоминает амплитуду максимального напряжения, сравнивает ее в определенном масштабе с текущей амплитудой и выдает импульс каждый раз, когда текущая амплитуда становится равной 0,707 от максимального значения. Импульсы с выхода порогового элемента 6 поступают на счетный вход триггера 16 в первом блоке 7 настройки и периодически перебрасывают его из "О” в "1" и обратно. Напряжения с выхода триггера 16, имеющие форму меандра, посредством интегратора 17 преобразуются в последовательность импульсов треугольной формы, постоянная составляющая которых равна среднему значению выходного напряжения триггера 16, а период пропорционален полосе резонансной кривой камеры 3, измеренной на уровне 0,707. В результате воздействия треугольной последовательности импульсов на вход генератора 1, последний генерирует частотно-модулированные колебания, средняя частота которых равна £0 , а девиация частоты равна половине упомянутой полосы.The frequency of the oscillator 1 ultrasonic vibrations under the influence of the signal from the first block 7 settings is changed in one direction or another. Ultrasonic waves emitted by transducer 2 propagate in the medium under study in chamber 3 and are repeatedly reflected from transducers 2 and 4. At the frequency at which a whole number of half-waves are located in the medium under study, the column of the medium resonates. At this frequency £ 0, the output voltage 18 (Fig. 2) of the converter 4 and the amplifier 5 is maximum and decreases with detuning in any direction. The threshold element 6 remembers the amplitude of the maximum voltage, compares it on a certain scale with the current amplitude and gives out a pulse every time the current amplitude becomes equal to 0.707 from the maximum value. The pulses from the output of the threshold element 6 are fed to the counting input of the trigger 16 in the first block 7 settings and periodically transfer it from "O" to "1" and back. The voltages from the output of the trigger 16, having the form of a meander, are converted by a integrator 17 into a triangular pulse forms, the constant component of which is equal to the average value of the output voltage of the trigger 16, and the period is proportional to the band of the resonance curve of the camera 3, measured at the level of 0.707. As a result of the triangular impulse sequence cos input generator 1, the latter generates a frequency-modulated oscillation, is equal to the average frequency £ 0, and the frequency deviation is equal to half of said strip.

Частотномодулированные колебания с выхода генератора 1 подаются также на один из входов смесителя 8, включенного в замкнутое кольцо автоматической постройки частоты (АПЧ) гетеродина 11. После начала измерения коэффициента поглощения благодаря АПЧ гетеродин 11 вырабатывает сигнал, частота которого приближается к среднему значению частоты ίο генератора 1, и в конце процесса подстройки его частота становится равной ~ д£ где $0· - частота генератора, -частота гетеродина, - девиация частоты генератора 1.Frequency-modulated oscillations from the output of the generator 1 are also fed to one of the inputs of the mixer 8, which is included in the auto-frequency closed loop (AFC) of the local oscillator 11. After starting the measurement of the absorption coefficient due to the AFC, the local oscillator 11 produces a signal whose frequency approaches the average frequency ίο of the oscillator 1 , and at the end of the adjustment process, its frequency becomes equal to ~ d £ where $ 0 · is the oscillator frequency, the local oscillator frequency, is the oscillator frequency deviation 1.

Смеситель 8 выделяет сигнал 19 разностной частоты. Среднее значение разностной частоты, соответствующее коэффициенту поглощения, измеряется блоком 9 в течении достаточного времени, так что доля ошибки за счет дискретности измерения становится очень малой. Описанная выше подстройка гетеродина обеспечивается вторым блоком 10 настройки, который работает следующим образом. Сигнал разностной частоты с выхода смесителя преобразуется частотным демодулятором в низкочастотный сигнал. Этот сигнал 19 представляет собой в концеThe mixer 8 selects the signal 19 of the difference frequency. The average value of the difference frequency, corresponding to the absorption coefficient, is measured by block 9 for a sufficient time, so that the fraction of the error due to the discreteness of the measurement becomes very small. The above adjustment of the local oscillator is provided by the second block 10 settings, which works as follows. The signal of the difference frequency from the output of the mixer is converted by the frequency demodulator into a low-frequency signal. This signal 19 represents the end

5 913235 65 913235 6

процесса подстройки гетеродина треуголь- последовательно соединенные и замкнутыеthe process of adjusting the heterodyne triangle-connected in series and closed

ные колебания, амплитуда которых пропорциональна девиации частоты генератора 1, а постоянная составляющая соответствует разности между средним значе- 5 нием частоты генератора 1 и текущим значением частоты гетеродина 11. Переменная составляющая фильтруется фильтром 13, и на первом входе блока 14 присутствует только постоянная составляю- Ю тая демодулированного сигнала 19. Переменная составляющая также детектируется детектором 15 и в виде постоянного уровня 20 поступает на второй вход вычитающего блока 14. Система АПЧ умень-,5 шает разность между этими напряжениями до уровня статической ошибки регулирования и таким образом обеспечивает соответствие между постоянной составляющей разностной частоты на входе измери- 20 тельного блока 9 и девиацией частоты генератора 1.oscillations, the amplitude of which is proportional to the frequency deviation of the generator 1, and the constant component corresponds to the difference between the average value of the frequency of the generator 1 and the current frequency of the local oscillator 11. The variable component is filtered by filter 13, and at the first input of the block 14 there is only a constant component This is the demodulated signal 19. The variable component is also detected by the detector 15 and in the form of a constant level 20 is fed to the second input of the subtracting unit 14. The AFC system reduces the difference between for these voltages to the level of static regulation error and thus ensures the correspondence between the constant component of the difference frequency at the input of the measuring unit 9 and the frequency deviation of the generator 1.

Предложенное выполнение второго блока настройки позволяет в процессе измерения коэффициента поглощения упьтразву-25 ка использовать в качестве информативного параметра не девиацию частоты генератора, а его среднее значение, которое может быть измерено' с очень высокой степенью точности. . .. зоThe proposed implementation of the second tuner allows, in the process of measuring the absorption coefficient of up-25 ka, to use as an informative parameter not the generator frequency deviation, but its average value, which can be measured with a very high degree of accuracy. . .. go

Claims (1)

Формула из обретенияClaim Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащееDevice for measuring the absorption coefficient of ultrasound, containing в кольцо генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, электроакустическую камеру, приемный преобразователь, усилитель, пороговый элемент и первый блок настройки, последовательно соединенные смеситель, первый вход которого соединен с выходом генератора ультразвуковых колебаний, и измерительный блок, последовательно соединенные второй блок настройки и гетеродин, выход которого соединен с вторым входом смесителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, второй блок настройки выполнен в виде последовательно соединенных частотного демодулятора, вход которого соединен с выходом смесителя, фильтра низкой частоты и вычитающего блока, выход которого представляет собой выход второго блока настройки, а также детектора, включенного между выходом частотного демодулятора и вторым входом вычитающего блока.in the ring generator of ultrasonic vibrations, a radiating transducer, an electro-acoustic chamber, a receiving transducer, an amplifier, a threshold element and the first tuner, a serially connected mixer, the first input of which is connected to the output of the ultrasonic oscillator, and a measuring unit, sequentially connected the second tuner and the local oscillator, the output of which is connected to the second input of the mixer, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the second setting unit is designed as ovatelno connected frequency demodulator having an input connected to the output of the mixer, the low pass filter and subtractor unit whose output represents the output of the second tuner, and a detector connected between the output of the frequency demodulator and a second input of the subtractor unit.
SU802919278A 1980-04-30 1980-04-30 Device for measuring ultrasound absorption coefficient SU913235A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802919278A SU913235A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Device for measuring ultrasound absorption coefficient

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802919278A SU913235A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Device for measuring ultrasound absorption coefficient

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU913235A1 true SU913235A1 (en) 1982-03-15

Family

ID=20893563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802919278A SU913235A1 (en) 1980-04-30 1980-04-30 Device for measuring ultrasound absorption coefficient

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU913235A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU913235A1 (en) Device for measuring ultrasound absorption coefficient
SU901894A1 (en) Device for measuring ultrasound attenuation rate and coefficient
SU939956A1 (en) Ultrasound vibration meter
SU1384961A1 (en) Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU1142786A1 (en) Ultrasound absorption factor measuring device
SU1205007A1 (en) Apparatus for measuring propagation rate and absorption ratio of ultrasound
SU564601A1 (en) Medium flow rate ultrasound meter
SU379832A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE ULTRASOUND SPEED IN VARIOUS ELASTIC ENVIRONMENTS
SU1435968A1 (en) Pressure transducer
SU737884A1 (en) Device for measuring electrophysical characteristics of piezoceramic resonators
SU1097902A1 (en) Device for vibration testing
SU892291A1 (en) Ultrasonic device for material quality control
SU1002951A1 (en) Ultrasonic device for measuring medium density
SU842561A1 (en) Ultrasonic device for measuring parameters of a medium
SU657331A1 (en) Ultrasonic interferometer
SU838548A1 (en) Device for measuring acoustic parameters of substances
SU1381343A1 (en) Method of determining propagation rate of acoustic vibrations in media
SU437008A1 (en) Device for measuring the speed and attenuation coefficient of ultrasound
RU2020474C1 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid
SU1010540A1 (en) Ultrasound speed determination device
SU309627A1 (en) METHOD FOR DETERMINING A LOGARIFMIC ALGORITHM1
SU757974A1 (en) Automatic meter of reflection coefficient of acoustic signals from piezotransducer
SU413387A1 (en)
SU1411590A1 (en) Device for measuring increment in velocity of ultrasound propagation
SU1620859A1 (en) Meter of sound speed