Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физико-химических свойств жидких сред. Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона измерения в слабопоглош.аю1дих средах за счет использования малоинерционной схемы и создания стоячих волн в контролируемой среде. В синхрокольце, состояш,ем из синтезатора 1 частот, электронного ключа 3, измерительной камеры 4 с приемным и излучаюш,им преобразователями 6 и 5 и фазового детектора 7, устанавливается частота, соответствуюш.ая стоячим волнам исследуемой среды. Сигнал с приемного преобразователя 6 усиливается и сравнивается с двумя опорными уровнями , отличаюш,имися один от другого в е раз. Поэтому на выходе реверсивного счетчика 12, входы которого подключены к выходам компараторов 10 и II, получают сигнал, определяющий значение коэффициента поглошения ультразвука в среде. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (. д) 4 G 01 N 29 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ъ с

) Ф

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физико-химических свойств жидких сред. Цель изобретения — повышение точности и расширение частотного диа(21) 4167900/25-28 (22) 25.12.86 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) П. К. Кучумов, А. А. Кастаргин и В. С. Кононенко (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1054764, кл. G 01 N 29/00, 1982.

ÄÄSUÄÄ 1404927 А1 пазона измерения в слабопоглощающих средах за счет использования малоинерционной схемы и создания стоячих волн в контролируемой среде. В синхрокольце, состоящем из синтезатора 1 частот, электронного ключа 3, измерительной камеры 4 с приемным и излучающим преобразователями 6 и 5 и фазового детектора 7, устанавливается частота, соответствующая стоячим волнам исследуемой среды. Сигнал с приемного преобразователя 6 усиливается и сравнивается с двумя опорными уровнями, отличающимися один от другого в е раз. Поэтому на выходе реверсивного счетчика 12, входы которого подключены к выходам компараторов 10 и 1, получают сигнал, определяющий значение коэффициента поглощения ультразвука в среде. I ил.

1404927

40

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения физико-химических свойств жидких сред.

Цель изобретения — повышение точности и расширение частотного диапазона измерения в слабопоглошаюших средах за счет использования малоинерционной схемы и создания стоячих волн в контролируемой среде.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит синтезатор 1 частот, частотомер 2, аналоговый ключ 3, акустическую камеру 4, излучающий электроакустический преобразователь 5, приемный электроакустический преобразователь 6, фазовый детектор 7, широкополосный усилитель 8, осциллограф 9, компараторы 10 и 11, реверсивный счетчик 12, индикатор 13, пусковой блок 14 и блок 15 опорных напряжений.

Последовательно включены синтезатор 1 частот, аналоговый ключ 3, акустичкская камера 4 с излучающим 5 и приемным 6 электроакустическими преобразователями и широкополосный усилитель 8, выход которого соединен с осциллографом 9 и первыми входами компараторов 10 и 11; вторые входы компараторов 10 и ll соединены с блоком 15 опорных напряжений, а их выходы соединены с входами реверсивного счетчика 12, управляющие входы последующего аналогового ключа 3 и компараторов 10 и 11 соединены с пусковым блоком 14.

Кроме того, вход и выход акустической камеры 4 с излучающим 5 и приемным 6 электроакустическими преобразователями соединены с входами фазового детектора 7, выход которого соединен с входом синтезатора 1 частот, а к выходу синтезатора 1 частот подключен частотомер 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства пусковой блок

14 вырабатывает сигнал, который замыкает аналоговый ключ 3, стирает информацию в реверсивном счетчике 12, закрывает компараторы 10 и 1!. В замкнутой цепи, содержащей синтезатор 1 частот, аналоговый ключ 3, акустическую камеру 4 с излучающим 5 и приемным 6 электроакустическими преобразователями и фазовый детектор 7, колебания на выбранной частоте резонанса удерживаются при помощи фазового детектора 7, управляющего частотой синтезатора 1 частот. Частота резонанса контролируется частотомером

2. Электрический сигнал, снимаемый с приемного электроакустического преобразователя 6, усиливается широкополосным усилителем 8 и поступает на входы компараторов 10 и 11. Резонанс можно контролировать визуально с помощью осцилло20

35 графа 9, включенного к выходу широкополосного усилителя 8.

При нажатии кнопки в пусковом блоке 14 управляюший сигнал с этого блока размыкает аналоговый ключ 3, открывает компараторы 10 и 11 и разрешает счет реверсивному счетчику 12. В момент размыкания аналогового ключа 3 в акустической камере 4 происходит спад акустических колебаний, причем скорость спада определяется коэффициентом поглощения ультразвука в среде.

Амплитуда сигнала затухающих колебаний, поступающая с широкополосного усилителя 8 на первые входы компараторов 10 и 11, сравнивается с напряжением на других входах компараторов 10 и 11, поступающим с блока 15 опорных напряжений.

В период превышения амплитуды сигнала на первых входах по сравнению с опорным напряжением на вторых входах компараторов 10 и 11 на выходе их вырабатываются им пул ьсы.

В момент, когда амплитуда сигнала затухающих колебаний на первых входах компараторов 10 и 11 будет меньше опорного напряжения на вторых их входах, импульсы на выходе компараторов 10 и 11 прекратятся. Причем, поскольку опорное напряжение на входе компаратора 10 в е раз отличается от опорного напряжения на входе компаратора 11, количество импульсов на выходе компараторов будет разное.

Разницу количества импульсов на выходе компараторов 10 и 11 подсчитывает реверсивный счетчик 12, а индикатор 13 отражает ее.

По разнице импульсов определяется коэффициент поглощения ультразвука в исследуемой среде по формуле

f а=- где f — частота ультразвука;

С вЂ” скорость распространения ультразвука в исследуемой среде;

N — разница импульсов на выходе компараторов 10 и 11.

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее измерительную камеру с акустическими излучающим и приемным преобразователями, частотомер, аналоговый ключ и компаратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона измерения в слабопоглощающих средах, оно снабжено последовательно соединенными фазовым детектором, первый вход которого подключен к выходу электронного ключа, соединенного с излучающим преобразователем, а второй вход — к прием1404927

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3096/47 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ному преобразователю, и синтезатором частот, выход которого связан с частотомером и первым входом электронного ключа, последовательно соединенными широкополосным усилителем, вход которого подключен к выходу приемного преобразователя, дополнительным компаратором, реверсивным счетчиком, второй вход которого связан с выходом основного компаратора, соединенного с входом широкополосного усилителя, и индикатором, блоком опорных напряжений, выходы которого подключены к опорным входам компараторов, и пусковым блоком, связанным с вторым входом электронного ключа и установочными входами реверсивного счетчика и компараторов.