SU964525A2 - Ultrasonic measuring device - Google Patents

Ultrasonic measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU964525A2
SU964525A2 SU792840738A SU2840738A SU964525A2 SU 964525 A2 SU964525 A2 SU 964525A2 SU 792840738 A SU792840738 A SU 792840738A SU 2840738 A SU2840738 A SU 2840738A SU 964525 A2 SU964525 A2 SU 964525A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
frequency
filter
constant
pulses
Prior art date
Application number
SU792840738A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Видас Антанович Сукацкас
Элигиюс Витауто Станкявичюс
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
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 Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU792840738A priority Critical patent/SU964525A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU964525A2 publication Critical patent/SU964525A2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(54) ULTRASONIC MEASURING DEVICE

Изобретение относитс  к измерительной технике.This invention relates to a measurement technique.

По основному авт. св. 757975 известно ультразвуковое измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные блок настройки частоты, генератор высокочастотного напр жени , камеру с двум  преобразовател ми, усилитель, схему определени  уровн  0,707, формирователь импульсов и селектор одиночных импульсов, а также смеситель, входы которого подключены к выходам генератора высокочастотного напр жени  и усилител , а выход - к второму входу формировател  импульсов, измерительный блок, состо щий из последовательно соединенных ключа, фильтра низкой частоты и схемы сравнени -усилени , и индикатор 1.According to the main author. St. 757975 An ultrasonic measuring device is known that contains a frequency tuner, a high-frequency voltage generator, a two-transducer chamber, an amplifier, a 0.707 level detection circuit, a pulse shaper, and a single pulse selector, as well as a mixer whose inputs are connected to the high-frequency generator outputs. the amplifier and the output to the second input of the pulse former, a measuring unit consisting of a series-connected key, a low-pass filter you -usileni and comparison circuits and LED 1.

Однако устройство обладает недостаточной точностью измерени .However, the device has insufficient measurement accuracy.

Целью изобретени   вл етс  повышение точнос.ти измерений..The aim of the invention is to improve the accuracy of these measurements.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что.устройство снабжено последовательно соединенными вторым ключом и вторым фильтром низкой частоты , причем выход селектора одиночных импульсов подключен к управл ющемуThe goal is achieved by the fact that the device is equipped with a second key connected in series and a second low frequency filter, with the output of the single pulse selector connected to the control

входу второго ключа, который св зывает вход опорного напр жени  схемысравнени -усилени  с входом второго фильтра низкой частоты, а входы индикатора подключены к выходам первого и второго фильтров низкой частоты .the input of the second key, which connects the input of the reference voltage of the amplification circuit to the input of the second low-pass filter, and the indicator inputs are connected to the outputs of the first and second low-pass filters.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 10 эпюры напр жений.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 10 stress diagrams.

Устройство состоит из генератора 1, камеры 2, заполненной исследуемой средой, с излучающим 3 и приемным 4 пьезопреобразовател ми, усили5 тел  5, схемы 6 определени  уровн  0,707, блока 7 настройки частоты, формировател  8 импульсов, селектора 9 одиночных импульсов, смесител  10, схемы 11 совпадени т-усилени , The device consists of a generator 1, a chamber 2 filled with the medium under study, with radiating 3 and receiving 4 piezotransducers, amplification of bodies 5, level 6 circuit 0.707, frequency tuning block 7, pulse generator 8, selector 9 single pulses, mixer 10, circuits 11 matches t-gain,

20 первого ключа 12, первого фильтра 13 низкой частоты,индикатора 14, второго ключа 15 и второго фильтра 16 низкой частоты,20 of the first key 12, the first low frequency filter 13, the indicator 14, the second key 15 and the second low frequency filter 16,

Claims (2)

25 На фиг. 2 графиком 17 .изображено выходное напр жение U схемы 11 сравнени -усилени , входное напр жение фильтра 13 (заиггриховано) и выходное напр жение его Uj. , Графиком 18 изоб30 раженоопорное напр жение Ug, входное напр жение фильтра 16 (заштриховано ) и выходное напр жение его U Устройство работает следующим 06 разом.. Высокочастотный электрический сигнал, вырабатываемый генератором I, преобразуетс  преобразователем 3 в ультразвуковые волны, распростран ющиес  в исследуемом веществе в камере 25 In FIG. 2, graph 17 shows the output voltage U of the reference-amplification circuit 11, the input voltage of the filter 13 (flashed) and its output voltage Uj. , Graph 18 shows the image-bearing voltage Ug, the input voltage of the filter 16 (shaded) and its output voltage U The device operates as follows 06 times. The high-frequency electrical signal produced by the generator I is converted by the converter 3 into ultrasonic waves propagating into the substance under study. in the chamber 2. Волны, прошедшие среду, преобразуютс  приемным преобразова гелем 4 в электрический сигнал, уси ливаемый усилителем 5. Приемный пре образователь 4 выполнен широкополосйым и, если исследуетс  сравнитель;но мапопоглощающа  среда, снабжен необходимыми согласующими сло ми дл  исключени  заметной ревербера-. ции ультразвука в камере. Частота генератора 1 все врем  измен етс  в ту или иную сторону под воздействием блока 7 настройки частоты, Ёвиду широкополосности приемного преобразовател  4 выходное напр жение его оказываетс  модулированным по закону резонансной характеристики .идлучайщего преобразовател  3, когда частота генератора измен етс  вблизи его-резонанса. Напр жение преобразовател  4 максимально, когд частота равна резонансной частоте |Излучающего преобразовател  3, и .уменьшаетс  при отходе в любую сторону . Когда напр жение уменьшаетс  до 0,707 от максимального значени , срабатывает схема б и воздействует на блок 7 настройки. Посредством этого блока измен етс  направление перестройки частоты на противоположное . В результате частота генератор 1 качаетс  в пределах полосы пропус кани  излучающего преобразовател  3 Ультразвуковые волны достигают .преобразовател  4 с опозданием ut где . - рассто ние между преобразовател ми , с - скорость ультразвука в исследуемой среде. На выходе смесител  10 выдел етс  сигнал биений, период Т которого ра вен где К-, - скорость изменени  частоты Формирователь 8 вырабатывает из сигнала.биений импульсы длительность Т. Селектор 9 одиночных импульсов пр пускает один импульс с формировател  в течение каждого интервала между двум  импульсами схемы б. Дпитель.ность этого интервала равна дР/К, где дР .- полоса излучающего преобразовател  3. импульс селектора 9 замыкает ключи 12 и 15 на врем  Т. Посто нна , составл юща  последовательности импульсов длительностью Т, выделенна  фильтром 13 (график 17), пропорци9нальна у - . ц t и г- ;и - 1 4F ilTF где и., - выходное най р жение схемы 11 сравнени -усилени . При достаточно большом коэффициенте усилени  схемы сравнени -усилени  устанавливаетс  р.авновесие Uo и. где Uo - опорное напр жение, Кл - константа. и .- и. откуда Схема 11 сравнени -усилени  обеспечивает сравнение входного тока от источника опорного напр жени  Uo и выходного тока фильтра 13 и усиление сигнала, пропорционального разности токов. С другой стороны, плотность 3 исследуемой среды выражаетс  так где Kj - константа. Из сравнени  формул (2) и (3) вытекает где К - константа. Опорное напр жение Up посредством ключа 15 также преобразуетс  в импульсы (график 18), посто нна  составл юща  которых выдел етс  фильтром 16 и, нар ду с выходным напр жением фильт эа 13, поступает на индикатор 14 - измеритель отношени  напр жений. Посто нные составл ющие последовательности импульсов длительностью Т, выделенные фильтрами 13 и 16 низкой частоты соответственно пропорциональны сг о и Ux Таким образом, на. входы измерител  отношений посто нных напр жений поступают напр жени  с фильтров 13 и 16 низкой частоты, и отношение U(. пропорционально измер емой плотности р Как видно из анализа графиков 17 и 18, посто нна  составл юща  К импульсов длительностью Т, сформированных из напр жени  U (заштрих вано на графике 17, фиг. 2), под действием обратной св зи поддерживаетс  пропорциональной опорному на пр жению Uo, т. е. посто нной. При изменении дР/т соответственно измен етс  и . Однако напр жение U подвергаетс  флуктуаци м, спектр ко торых находитс  вне полосы пропуска ни  фильтра 13 (высокочастотные) и они обратной св зью не-устран ютс . В известном устройстве индикатор измер ет непосредственно напр жение и, если индикатор быстродействующий (врем : измерени  обозначено дТ), флуктуации привод т к возни новению погрешности. То же самое от носитс  и к индикатору с большим временем измерени  йТг - Флуктуаци привод т к разбросу показаний. В предлагаемом устройстве аналогичные импульсы вырабатываютс  из опорного напр жени  UQ (фиг. 2, график 18) и измер етс  отношение средней составл ющей их Up„с напр жением Ц;.. Таким образом, участки с неконтролируемыми флуктуаци ми (незаштри хованные) из процесса измерени  исключаютс . БОлее того, устран етс  вли ние неидеальности сглаживани  фильтрами: пульсации обоих напр жений имеют одинаковую процентную величину, закон и устран ютс , что повышает точность измерений. Формула изобретени  Ультразвуковое измерительное устройство по авт. св. №757975, от л и ча ю щ е е.с   тем, что, с целью увеличени  точности измерений , оно снабжено последовательно соединенными вторым ключом и вторым фильтром низкой частоты,, причем выход селектора одиночных импульсов подключен к управл ющему входу второго ключа, который св зывает вход опорного напр жени  схемы сравнени усилени  с входом второго фильтра низкой частоты, а входы индикатора подключены к выходам первого и второго фильтров низкой частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 757975, кл. G 01 N 29/00, 1978.2. Waves that have passed through the medium are transformed by a receiving transducer of gel 4 into an electrical signal amplified by an amplifier 5. Receiving transducer 4 is made wide-band and, if a comparator is studied, but a absorbing medium, is equipped with the necessary matching layers to eliminate a noticeable reverb. ultrasound in the camera. The frequency of the oscillator 1 is constantly changing in one direction or another under the influence of frequency tuning unit 7, due to the broadband nature of the receiving converter 4, its output voltage is modulated according to the law of the resonant characteristic of the best frequency converter 3 when the generator frequency changes near its resonance. The voltage of the converter 4 is maximum, when the frequency is equal to the resonant frequency of the | Emitting converter 3, and decreases when moving in any direction. When the voltage decreases to 0.707 of the maximum value, circuit b is activated and acts on tuning block 7. Through this block, the direction of frequency tuning is reversed. As a result, the frequency of the oscillator 1 is pumped within the band of the pass of the radiating transducer 3 Ultrasonic waves reach the converter 4 with late ut where. - distance between transducers, c - ultrasound velocity in the studied medium. At the output of the mixer 10, a beat signal is extracted, the period T of which is equal to where K is the frequency change rate. The former 8 generates pulses from the beat signal T. The selector 9 of single pulses sends one pulse from the former during each interval between two pulses schemes b. The density of this interval is equal to dR / K, where dP. Is the band of the emitting converter 3. the pulse of the selector 9 closes the keys 12 and 15 for the time T. The constant constituting the sequence of pulses of duration T, selected by the filter 13 (plot 17), is proportional to y - q t and d-; and - 1 4F ilTF where and., is the output detection of the comparison-amplification circuit 11. With a sufficiently large gain of the comparison circuit, the equilibrium Uo and is established. where Uo is the reference voltage, Kl is the constant. and .- and. from where the comparison gain circuit 11 provides a comparison of the input current from the reference voltage source Uo and the output current of the filter 13 and the amplification of a signal proportional to the difference of the currents. On the other hand, the density 3 of the test medium is expressed as where Kj is a constant. Comparison of formulas (2) and (3) implies where K is a constant. The reference voltage Up is also converted by means of a switch 15 to pulses (figure 18), the constant component of which is extracted by filter 16 and, together with the output voltage of filter å 13, is fed to indicator 14, a voltage ratio meter. The constant components of the pulse train with the duration T, selected by the low-frequency filters 13 and 16 are respectively proportional to cr 0 and Ux. Thus, on. The inputs of the DC voltage meter come from the low-frequency filters 13 and 16, and the ratio U (. proportional to the measured density p. As can be seen from the analysis of the graphs 17 and 18, the constant component K of the pulses of duration T formed from the voltage U (shaded in diagram 17, fig. 2), under the action of feedback, is maintained proportional to the reference voltage Uo, i.e. constant. When dP / t changes, the voltage changes accordingly. However, the voltage U undergoes fluctuations whose spectrum is beyond no filter skips 13 (high-frequency) and they are non-eliminated by feedback.In a known device, the indicator measures the voltage directly and, if the indicator is fast-acting (time: the measurements are marked dT), fluctuations lead to error. the most from the carrier and to the indicator with a long measurement time Tg - Fluctuation leads to a variation in the readings. In the proposed device, similar pulses are generated from the reference voltage UQ (Fig. 2, graph 18) and the ratio of the average component Up "with the voltage C; is measured; .. Thus, areas with uncontrolled fluctuations (open shading) are excluded from the measurement process. Moreover, the effect of smoothing filters is eliminated: the pulsations of both voltages have the same percentage, the law is eliminated, which increases the accuracy of measurements. The invention Ultrasonic measuring device according to ed. St. No. 757975, from that, in order to increase the measurement accuracy, it is equipped with serially connected second key and second low-pass filter, with the output of the single pulse selector connected to the control input of the second key, which connects the reference voltage input of the gain comparison circuit with the input of the second low-pass filter, and the indicator inputs are connected to the outputs of the first and second low-pass filters. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 757975, cl. G 01 N 29/00, 1978.
SU792840738A 1979-11-12 1979-11-12 Ultrasonic measuring device SU964525A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792840738A SU964525A2 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Ultrasonic measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792840738A SU964525A2 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Ultrasonic measuring device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU757975 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU964525A2 true SU964525A2 (en) 1982-10-07

Family

ID=20859662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792840738A SU964525A2 (en) 1979-11-12 1979-11-12 Ultrasonic measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU964525A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU964525A2 (en) Ultrasonic measuring device
SU894605A1 (en) Piezotransducer amplitude-frequency characteristic meter
SU1422019A1 (en) Method of measuring low-frequency interferences of piezoelectric radiator
JP3151752B2 (en) Partial discharge measurement method
SU1485172A1 (en) Method and apparatus for acoustic logging
SU1497610A1 (en) Apparatus for shaping a spectrum of random vibration
SU1384961A1 (en) Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU1089765A1 (en) Method of measuring acoustic power of low-frequency radiators
RU2097785C1 (en) Phase parametric sonar
RU2052805C1 (en) Method for measurement of liquid media parameters by attenuation of ultrasound
SU970167A1 (en) Device for reproducing narrow-band random vibration
SU1008616A1 (en) Method of simultaneous measuring of several parameters by one sensing element
SU1597716A1 (en) Apparatus for measuring acoustic resistance of gaseous media
SU753271A1 (en) Device for measuring speed of ultrasound
SU577451A1 (en) Ultrasonic wave propagation velocity meter
SU842567A1 (en) Ultrasonic method of multi-layer article quality control
SU814053A1 (en) Device for measuring superhigh frequencies
SU1262409A1 (en) Phase meter
SU426186A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE DISPERSION CHARACTERISTICS OF THE ENVIRONMENT
SU1529100A1 (en) Meter of parameters of transfer function of electroacoustic transducer
SU1580191A1 (en) Apparatus for measuring pressure
SU785756A1 (en) Material quality control apparatus
SU757974A1 (en) Automatic meter of reflection coefficient of acoustic signals from piezotransducer
SU1642260A1 (en) Device for measuring vibration parameters
SU1191841A1 (en) Method of controlling frequency of parametric amplifier pump