Способ определения дисперсионной характеристики среды

 

(.". сФЯ бкфлиот л . 1 ф| Д ) (ii) 426l86

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.03.72 (21) 1757217/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 3 0.04.74. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 04.10.74 (51) М. Кл. G 0|п 29, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изооретений и открытий (53) УДК 543.232(088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Сорокин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИОННОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДЫ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для экспериментального определения основной характеристики дисперсионпой акустической линии задержки — зависимости времени задержки от частоты составляющих сигнала.

Известны способы определения дисперсионной характеристики среды путем измерения времени задержки составляющих прошедшего через нее акустического сигнала, основанные на излучении в среду упругого импульса, приеме частотно-модулированного импульса, сложении выходного сигнала с вспомогательным электрическим гармоническим сигналом требуемой фазы, его визуализации с помощью осциллографа и измерения временного интервала на его экране.

Точность определения дисперсионной характеристики среды такими способами определяется зависимостью скорости распространения волн в среде от частоты. Чем сильнее эта зависимость, тем ниже точность способа.

Цель изобретения — увеличение точности измерения времени задержки.

Это достигается тем, что частоту cyMMaipного сигнала изменяют на постоянную величину и умножают. Изменяя фазу вспомогательного сигнала, добиваются требуемого для регистрации минимума амплитуды преобразованного суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности.

На практике часто требуется определить дисперсионпую характеристику среды на сравнительно высоких частотах. В этом случае нельзя сконструировать для измерений умножитель вследствие того, что значение частот сигнала после умножения недопустимо высоко.

Известно, что основным элементом умножителя частоты является ячейка, увеличивающая частоту в 2 раза, и для выполнения операции умножения необходимо соблюдение условия. — (f, fs

Ун где fH и f, соответственно низшая и высшая

15 частоты в полосе частотного спектра сигнала, излучаемого в исследуемую среду. Так как для измерений необходимо использовать сигналы, имеющие конечную ширину частотного спектра, то умножение частоты затруднено, 20 если величина отношения f,/f„áëèçêà к двум

Для устранения этого по предлагаемому способу частоту суммарного сигнала сначала изменяют на постоянную величину, а затем умножают. В первом случае это изменение

25 выражается в том, что частоту суммарного сигнала понижают, а во втором — повышают.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для осуществления способа.

Блок-схема содержит генератор 1, вырабаЗО тывающий переменное напряжение частотой f, соединенный с фазовращателем 2 и блоком 3, 426186 формирующим прямоугольные импульсы с заполнением, электроакустический преобразователь 4, излучающий упругий импульс в исследуемую среду 5, электроакустический приемник 6, принимающий упругий частотно-модулированный импульс, усилитель 7, усиливающий принятый сигнал, сумматор 8, с выхода которого снимают напряжение суммарного сигнала, смеситель 9, изменяющий на постоянную величину частоту суммарного сигнала, подаваемого на его вход с выхода сумматора

8, генератор 10, вырабатывающий переменное напряжение, умножитель 11 частоты, электроннолучевой осциллограф 12, на вход которого подают напряжение суммарного сигнала с выхода умножителя 11. Развертка осциллографа запускается короткими импульсами от блока 3 в момент излучения импульса в среду 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Регулировкой элементов сумматора 8 добиваются равенства амплитуд переменных напряжений, подаваемых с выхода усилителя 7 и выхода фазовращателя 2 на сумматор 8.

С помощью смесителя 9 уменьшают или увеличивают частоту суммарного сигнала па постоянную величину, затем умножают его частоту умножителем 11. Напряжение суммарного сигнала с выхода умножителя подают на вход осциллографа 12.

С помощью фазовращателя 2 добиваются появления на экране осциллографа нуля или минимума амплитуды огибающей суммарного сигнала. Форма сигнала на экране осциллографа в этом случае подобна графику, изображенному на фиг. 2. Время задержки для частоты / находят по положению пуля или минимума амплитуды огибающей и по калиброванной скорости развертки осциллографа

12, причем время задержки определяют по нулю или минимуму амплитуды суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности. Изменяя частоту генератора

10 1 и повторяя описанные операции, находят времена задержки для других частот в исследуемом диапазоне, определяя таким образом дисперсионпую характеристику среды.

15 Предмет изобретения

Способ определения дисперсионной характеристики среды путем измерения времени задержки составляющих прошедшего через нее акустического сигнала, основанный на излуче20 нии в среду упругого импульса, приеме частотно-модулированного импульса, сложении выходного сигнала с вспомогательным электрическим гармоническим сигналом требуемой фазы, его визуализации с помощью осцилло25 графа и измерении временного интервала на его экране, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения времени задержки, частоту суммарного сигнала изменяют на постоянную величину и умножают, 30 после чего, изменяя фазу вспомогательного сигнала, добиваются требуемого для регистрации минимума амплитуды преобразованного суммарного сигнала с наименьшей крутизной огибающей в его окрестности.

426186

Составитель H. Игнатенко

Техред Л. Акимова

Редактор T. Рыбалова

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2702/7 Изд. № 1565 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5