Устройство для измерения скорости ультразвука

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука в жидких и газообразных средах. Цель изобретения - расширение области применения за счет расширения диапазона измерений. Устройство, содержащее контролируемый и эталонный каналы измерений, имеющее и схемы ИЛИ 15-17, шесть схем И 18-23, формирователи 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов и триггер 26, позволяет производить измерения независимо от соотношения времени распространения ультразвука в контролируемом и эталонном каналах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1617303 А1 (19) (!! ) (5!)5 G 01 H 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4600073/25-28 (22) 31.10,88 (46) 30.12.90. Бюл. N 48 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (72) Н.П.Воробьев. B.À.Tàñêèí и В,B.Ãðåáåнюк (53) 534.22(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 894551, кл, G 01 N 29/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука в жидких и газообразных средах, Цель изобретения— расширение области применения за счет расширения диапазона измерений. Устройство, содержащее контролируемый и эталонный каналы измерений, имеющее три схемы ИЛИ 15-17, шесть схем И 18 — 23, формирователи 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов и триггер 26, позволяет производить измерения независимо от соотношения времени распространения ультразвука в контролируемом и эталонном каналах. 1 ил.

1617303

2ц

50

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений скорости ультразвука в жидких v газообразных средах, Цель изобретения — расширение области применения за счет расширения диапазона измерений, На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения скорости ультразвука, Устройство содержит генератор 1 импульсов, контролируемый и эталонный каналы, .àæäûé из которых состоит из последовательно соединенных излучающего и приемного преобразователей 2 и 3 (соответственно 4 и 5) и усилителя-формирователя

6(7), последовательно соединенные первый формирователь 8 временных интервалов, первый каскад 9 совпадений, делитель 10 частоты и второй каскад 11 совпадений. генератор 12 стабильных колебаний, счетчик 13 импульсов, второй формирователь 14 временных интервалов, три схемы ИЛИ 15-17, шесть схем И 18-23, формирователь 24опережающих импульсов, форм ировател ь 25 запаздывающих импульсов и триггер 26, Выход генератора 1 импульсов соединен со входами излучающих преобразователей 2 и 4 контролируемого и эталонного каналов и с первым входом второго формирователя 14 временныхх интервалов, первый выход формирователя 24 опережающих импульсов подключен к первым входам первой и второй схем И 18 и

19, второй выход формирователя 24 опережающих импульсов соединен со вторым входом второго формирователя 14 временных интервалов, выход первой схемы ИЛИ 15 подключен ко входам формирователей 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов, первый и второй входы первой схемы ИЛИ 15 подключены соответственно к выходам усилителей-формирователей 6 и 7 контролируемого и эталонного каналов, вторые входы первой и второй схем И 18 и 19 соединены соответственно с выходами формирователейусилителей 6 и 7, выход формирователя 25 запаздывающих импульсов подключен ко входам генератора 1 импульсов и первого формирователя 8 временных интервалов, первый и второй входы триггера 26 подключены соответственно к выходам первой и второй схем И 18 и 19, первый выход триггера 26 . соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И 20 и 21, второй выход триггера

26 соединен с первыми входами пятой и шестой схем И 22 и 23, первый и второй выходы генератора 12 стабильных колебаний соединены соответственно со вторыми входами первого и второго каскадов 9 и 11 совпадений, выход второго формирователя 14 временных интервалов подключен к третьему входу второго каскада 11 совпадений, выход которого соединен со вторыми входами третьей и пятой схем И 20 и 22, третий выход генератора 12 стабильных колебаний подключен ко вторым входам четвертой и шестой схем И 21 и 23, выходы третьей и шестой схем И 20 и 23 соединены соответственно с первым и вторым входами второй схемы

Nfll 16, выходы четвертой и пятой схем И

21 и 22 соединены соответственно с первым и вторым входами третьей схемы ИЛИ 17, а выходы второй и третьей схем ИЛИ 16 и 17 подключены соответственно к первому и второму входам счетчика 13 импульсов.

Формирователи 24 и 25 опережающих и запаздывающих импульсов могут быть выполнены в виде последовательно соединенных триггера, обнуляющий вход которого соединен с выходом генератора 1, и схемы выделения соответственно переднего или заднего фронта импульса, Устройство для измерения скорости ультразвука работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает электрические импульсы, которые после преобразования их, в акустические проходят контролируемый канал: преобразователи 2, 3 и усилитель-формирователь, первую схему

ИЛИ 15, формирователь 25 запаздывающих импульсов, поступают на вход генератора 1, вызывая повторный цикл автоциркуляции электроакустических импульсов, на вход первого формирователя 8 временных интервалов, затем на первый каскад 9 совпадений, управляя прохождением высокочастотных импульсов с выхода генератора 12 на вход делителя 10, имеющего коэффициент деления Кд. Число М» импульсов с длительностью

Т» (контролируемый интервал) и периодом Т»

1 автоциркуляции, поступивших с выхода формирователя 8 на вход каскада 9 в течение измерительного интервала, определяется из условия

Ик Тк = Кат. (1) откуда д То йг = — ) (2)

Тк где Т» — время распространения импульса ! в акустической среде контролируемого канала.

Импульсы с выхода генератора 1 поступают также в эталонный канал, проходят его, первую схему 15 ИЛИ, формирователь

24 опережающих импульсов, поступают на вход второго формирователя 14 временных интервалов, на выходе которого формируются импульсы с периодом Т» автоциркуляции и длительностью Тэ

1617303

Составитель Д.Широчин

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк.Редактор Н.Горват

Заказ 4113 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

С выхода формирователя 14 импульсы поступают на третий вход каскада 11, управляя прохождением высокочастотных импульсов со второго выхода генератора 12 через схемы 20 и 16 на первый вход счетчика 5

13, а импульсы с третьего выхода генератора 12 через схемы 21 и 17 поступают на второй вход счетчика 13, куда поступают N> высокочастотных импульсов, заполняющих

Мк эталонных интервалов времени длитель- 10 ностью Т>, каждый в течение измеритель1 ного интерв ла йк Тк, что с учетом выражения (2) равно:

I I

Nx = — 1к = КB

4 4 (3) 15

То

Следовательно, результат измерений в предложенном устройстве, принимая во внимание обратную пропорциональность времени распространения акустических колебаний в среде и скорость ультразвука, может быть записана в виде х Кд— (4)

Сэ

25 где Ск — скорость ультразвука: в эталонном канале.

Устройство работает так в том случае, если Ty, Тз, если же Тк < T>, то повтор1 I ная автоциркуляция импульсов возникает в эталонном канале, а входные сигналы счетчика 13 импульсов меняются местами.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор импульсов, 35 контролируемый и эталонный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучающего и приемного преобразователей и усилителя-формирователя, последовательно соединенные первый фор- 40 мирователь временных интервалов, первый каскад совпадений, делитель частоты и второй каскад совпадений, счетчик импульсов, второй формирователь временных интервалов и генератор стабильных колебаний, вы- 45 ход генератора импульсов соединен с . входами излучающих преобразователей контролируемого и эталонного каналов и с первым входом второго формирователя временных интервалов, второй вход первого 50 каскада совпадений подключен к первому выходу генератора стабильных колебаний, второй и третий входы второго каскада совпадений соединены соответственно с вторым выходом генератора стабильных колебаний и с выходом второго формирователя временных интервалов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения за счет расширения диапазона измерений, оно снабжено тремя схемами

ИЛИ, формирователем опережающих импульсов, формирователем запаздывающих импульсов, шестью схемами И и триггером, входы формирователей опережающих и запаздывающих импульсов подключены к выходу первой схемы ИЛИ, выход формирователя запаздывающих импульсов соединен с входами генератора импульсов и первого формирователя временных интервалов, первый выход формирователя опережающих импульсов соединен с первыми входами первой и второй схем И, вторые входы которых подключены соответст- венно к выходам усилителей-формирователей контролируемого и эталонного каналов, выходы первой и второй схем И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, первый и второй входы первой схемы ИЛИ подключены соответственно к выходам усилителей-формирователей контролируемого и эталонного каналов, первые входы третьей и четвертой схем И соединены с первым выходом триггера, первые входы пятой и шестой схем И соединены с вторым выходом триггера, вторые входы третьей и пятой схем И соединены с выходом второго каскада совпадений, вторые входы четвертой и шестой схем И соединены с третьим выходом генератора стабильных колебаний, выходы третьей и шестой схем И подключены соответственно к первому и второму входам второй схемы ИЛИ, выходы четвертой и пятой схем И подключены соответственно к первому и второму входам третьей схемы ИЛИ, выходы второй и третьей схем ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика импульсов, а второй вход второго формирователя временных интервалов соединен с вторым выходом формирователя опережающих импульсов.