Устройство для измерения скорости звука

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

8729 А (19) (11) 3(51) G 0 1 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3309770/18-28 (22) 26 ° 06 «81 (46) 23 01,84. Вюл. Р 3 (72) С.P..Còåôàíoâ, IO.Ï.×èñòîñåðäoâ и B.D.Éàðëÿíûé (53) 534 ° 6 ° 08: 534 ° 221 (088 ° 8) (56} 1. Патент CIOA 9 3009104, кл G 01 Н 5/00, 1961.2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке.)) 2450991, кл.. G 01 Н 5/00, 1977 (прототип) ° (54)(57.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ЗВУКА, содержащее электроакустически последовательно соеди.ненные излучающий и приемный преобразователи и усилитель, выходом подключенный к излучающему преобразователю, и регистратор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, оно снабжено последовательно соединенными частотным дискриминатором, формирователем импульсов и сумматором, вход частотного дискриминатора соединен с выходом усилителя, а выход сумматора — c входом регистратора.

1068729

d f с/0, (1)

Уе «Х (2)

d" с с

Изобретение относится к акустический измерениям и может быть использовано при проведении гидрофизических, гидроакустических и акустических исследований, в частности, когда требуется проведение измерений изменения скорости распространения звука в однородной жидкости в широкой области частот.

Известно устройство для измерения скорости звука, содержащее иэлуча- 10 тель звука, приемник звука, усилитель электрических колебаний и регистрирующее устройство {1), Однако устройство работает в узкой полосе частот, недостаточной 15 для решения ряда практических задач.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения скорости звука, со- 20 держащее электроакустически последовательно соединенные излучающий и приемный преобразователи и усилитель, выходом подключенный к излучающему преобразователю, и регистратор. Устройство снабжено вторым приемным преобразователем с целью расширения динамического диапазона измерений (2).

Недостатком известного устройства является возможность значительного расширения полосы рабочих частот вследствие конечной добротности автоколебательной цепи, приводящей к срыву частоты генерации (переско ку частоты) и, следовательно, к по- 35 грешностям определения скорости звука.

Цель изобретения — расширение полосы рабочих частот, для которых можно достоверно определять измене- 40 ние скорости звука.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости звука, содержащее электроакустически последовательно соединенные 45 излучающий и приемный преобразователи и усилитель, выходом подключенный к излучающему преобразователю, и регистратор, снабжено последовательно соединенными частотными диск- 50 риминатором, формирователем импульсов и сумматором, вход частотного дискриминатора соединен с выходом усилителя, а выход сумматора — с входом регистратора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит излучающий 1 и приемный 2 преобразователи, усилитель 3, к выходу которого подключены. последовательно соединенные час- 60 тотный дискриминатор 4, формирователь 5 импульсов, сумматор б и регистратор 7.

Устройство работает следующим .образом. 65

При включении устройства в замкнутой цепи излучающий преобразователь 1 — приемный преобразователь 2 усилитель 3 возникает режим автогенерации с некоторой фиксированной частотой f. При этом в устройстве искусственно создается режим, когда при изменении скорости звука происходит перескок частоты генерации. Для осуществления этого режима берутся большая база. E и высокая рабочая частота f. Известно, что полоса частот д f и чувствительность

d f/ä с в таких системах определяются формулами

Поэтому при достаточно большой рабочей частоте небольшое изменение скорости звука приводит к перескоку частоты, так как в силу выражения (1) при большой базе 5 Ьf мало.

Для фиксирования изменения частоты к выходу усилителя 3 подключен частотный дискриминатор 4, выполненный, например, на колебательном контуре. Перескок частоты генерации вызывает всплеск напряжения на выходе дискриминатора 4, причем при увеличении скорости звука С, всплеск будет положительным, при уменьшении отрицательным, Далее этот всплеск напряжения формируется в виде прямоугольного импульса соответствующей полярности формирователем 5. Сумматор б определяет ложное число перескоков частоты автогенерации (c учетом знака) . Поскольку каждый перескок связан с фиксированным, вполне определенным для данных усло-. вий измерений, изменением скорости звука, регистратор выдает значение изменения dc скорости звука, определенное как

tt c = нд с, где п — число перескоков частоты.

В качестве формирователя 5 могут быть использованы два триггера с одним устойчивым состоянием, один их. которых запускается положительным, а второй — отрицательным всплеском напряжений. Положительные импульсы от обОих триггеров подаются далее на разные входы сумматора 6, выполненного, например, на микросхеме

155ИЕ 7. В качестве регистратора можно использовать последовательно соединенные преобразователь код-аналог, например, 252ПАЗ и самописец.

Погрешность измерения величины изменения скорости звука определяется используемыми значениями рабочей частоты f и базы t. Так при

f=l50 мГц и f=l м каждому перескоку частоты соответствует измене1068729

Составитель .В.Гордиенко

Редактор О.Бугир Техред:K.Êàñòåëåâè÷ Корректор A-Тяско

Заказ 11448/34 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул..Проектная, 4 ние скорости dc=1,5 см/с, которое и определяет погрешность измерений.

Расширение полосы рабочих частот позволяет увеличить область применения устройства, особенно в тех слу- чаях, когда требуются большие базы измерений (например, при пространственном квантовании).