Устройство для измерения скорости ультразвука'поеооюзн.п^ ''•'';~"'г;.,:'ру(;«...... < '••-'• . !. .„•itif. ,-.yi? jjj-lote; • •

 

3736Ю

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Саветсних

Социапистичесних

Рвспублин

Зависимое от авт. сзидетельства №

Заявлено 25.1.1968 (№ 12129 35/i18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 26Х1.1973

М. Кл. G 01п 29!00

Комитет по делам изобретений и атнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.868.16(088.8) Авторы изобретения

М. А, Дяченко и А. И. Миновский

Институт автоматики

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к области измерения физзтческих и физико-химических величин различных сред с помощью ультразвука и может быть использовано при проектировании автоматических систем для регулирования технологических процессов. Известные устройства,для измерения скорости ультразвука не позволяют измерять скорость в широких пределах при малых расстояниях между ультразвуковыми преобразователями и независимо от mx собственной частоты.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком умножения разности фаз, .который своими входами подключен к выходам усилителя и формирователя зондирующих импульсов, а выходами — ко входам дискриминатора фазы, прои этом точка соединения выхода генератора гармонического напряжения со входами импульсно-фазовых детекторов блока умножения подключена ко входу делителя частоты.

Это позволяет повысить разрешающую способность m точность устройства, а также упрощает его конструкцию.

На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства.

В нем через задающий генератор 1 делитель частоты 2 соединен со |входом генератора 8 импульсов, который, в свою очередь, соединен со стороны выхода с излучателем 4 ультразвука и формирователем 5 импульсов.

Приемный преобразователь б ультразвука подключен на вход усилителя 7, выход которого через детектор 8 подключен на вход фор5 мирователя 9 импульсов. Входы импульснофазовых детекторов 10 и 11 соединены со входами формирователей 5 и 9 импульсов и с выходом генератора 12 гармонического напряжения, а выходы подключены ко входам фа10 зового дискриминатора 18. Схема выхода 14 соединена с выходом фазового дискриминатора 18 и источником постоянного тока 15.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 12 гармонического напряжения вы15 рабатывает гармоническое напряжение, частота которого стабилизирована кварцем и выбра на такой, что после деления в и раз на выходе делителя 2 появляются запускающие импульсы, период повторения которых боль20 ше времени, необходимого для полного затухания отражений в среде. Этими импульсами запускается генератор 8, импульсы которого возбуждают излучатель 4 ультразвука и одвременно подаются на формирователь 5. В

25 контролируемой среде распространяются ультразвуковые импульсы, которые через время, определяемое свойствами среды, достигают приемного преобразователя б ультразвука и,преобразуются им в радиоимпульсы, 30 частота заполнения которых соответствует

373610 (2) Техред 3. Тараненко

Корректор С. Сатагулова

Редактор Л. Струве

Тираж 755

Подписное

Изд. № 1383

Заказ 1739 11

Типография, пр. Сапунова, 2 собственной частоте приемного преобразователя. Далее радиоимпульсы однократного прохождения ультразвука поступают на вход усилителя 7, усиливаются и поступают на формирователь 9 импульсов. С выхода формирователей 5 и 9 импульсы длительностью, например, 10 мксек поступают на входы импульсно-фазовых детекторов 10 и 11. На другие входы этих детекторов подается гармоническое напряжение от генератора 12. Формирователи 5 и 9, генератор 12 и импульсно-фазовые детекторы 10 и 11 составляют схему 1б умножения разности фаз. Между сформированными формирователям и 9 и 5 импульсами существует разность фаз, пропорциональная изменению скорости ультразвука в контролируемой среде, которая умножается схемой lб умножения в k раз. Сущность умножения состоит в том, что когда на одними входы импульсно-фазовых детекторов 10 и 11 поступают короткие прямоугольные им пульсы, сдвинутые между собой на время где гр — разность фаз между импульсами генератора и импульсам и, прошедшими через, контролируемую среду;

f — частота следования импульсов, а на другие входы этих детекторов поступает гармоническое напряжение с частотой f> от генератора 12, то в зависимости от соотношения частот / и /з на выходе и мпульсно-фазовых детекторов 10:и 11 появляются гармонические напряжения н изкой частоты с начальными фазами гр,, и гр „разность между которыми будет в k раз больше разности гр входных сигналов, т. е. где К вЂ” некоторое целое число, величина которого определяется соотношением

5 частот f< и f> в зависимости от требуемых диапазонов измерения ультразвука и разрешающей способности.

10 С выходов импульсно-фазовых детекторов 10 и П напряжения низкой частоты, разность фаз между которыми увеличина в К раз, поступает на фазовый дискриминатор И и дальше на схему выхода 14. Для установления фа15 зового,нуля на схему выхода 14 подается стабильное напряжение от источника, постоянного тока 15.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее делитель частоты, форм ирователь зондирующих импульсов, измерительную линию с акустическими датчиками, 25 усилитель, двакриминатор фазы, схему выхода, компенсационный источник постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышен ия разрешающей способ ности, точности и упрощения конструкции, оно снабжено бло30 .ком умножения разности фаз, который своими входами подключен .к выходам усилителя и формирователя зондирующих им пульсов, а выходами — ко входам дискриминатора фазы, при этом точка соединения выхода генера35 тора гармонического напряжения со входами импульсно-фазовых детекторов блока умножения подключена ко входу делителя частоты.