Цифровой измеритель поглощения ультразвука
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистииеских
Республик (») 492798 (61)дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено15.06.73 (21) 1931088/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.11.75,Бюллетень И 43 (45) Дата опубликования описания 23.02.76
Гаоударстаенннй комитет
Соната Ииниотроа СССР аа делам изобретений и открытий (53) УДК620. 179. .16(088.8) А. Б, Рибикаускас и Э. П. Яронис (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Каунасский политехнический институт (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОГЛОЩЕНИЯ
УЛЬТРАЗВУКА
Для этого цифровой измеритель поглощения ультразвука снабжен схемой диффе- ренцирования, счетчиком импульсов с предварительным выбором, генератором экспоненциального напряжения, цифровым измерителем интервалов времени, схемой запоминания амплитуды импульсов и двумя электронными ключами, входы которыхсвязаны с выходом усилителя, выход первого ключа через схему запоминания амплитуды соединен с одним из входов амплитудного дискриминатора, выход второго ключа связан с одним входом генератора экспоненциального напряжения, выход генератора экспоненциального напряжения связан с вторым входом амплитудного ,дискриминатора, выход которого связан с одним иэ входов измерителя интервалов времени, блок генератора радиоимпульсов соединен с входом пикового детектора, выход которого через схему дифференцирования подключен к счетчику импульсов, а выход счетчика импульсов соединен с управляющими входами ключей, вторыми вхо- дами генератора экспоненциального напря-1 жения и цифрового измерителя интервалов времени.
Изобретение относится к нерФэгружающему ультразвуковому контролю свойств материалов и можетбыть использовано для определения физико-химических параметров жидкостей и газов состава и кинетики про- б текания химических реакций в растворах и смесях.
Известно устройство для измерения скорости и затухания ультразвука, содержащее излучатель и приемник ультразвука, усилитель, детектор, амплитудный дискриминатор, видеоусилитель, заторможенный блокинг-генератор, выход которого через второй блокинг-генератор и аттенюатор соединен с излучателем ультразвука, Однако известное устройство имеет малую производительность определения коэффициента поглощения на длину волны ультразвука.
Определение коэффициента с использованием известного устройства возможно лишь путем расчета по измеренным значениям скорости, коэффициента поглощения и часто- ты ультразвуковых колебаний.
Цель изобретения — повышение произво- дительности измерений поглощения ультразвука. (51) М. Кл.G 01л 29/04
4. 279В
3.
На чертеже приведена структурная схе ма цифрового измерителя поглощенияультра звука.
Генератор 1 радиоимпульсов соединен с излучателем 2 ультразвука, акустически связанным с исследуемой средой 3, Перемещаемый приемник 4 ультразвука через усилитель 5, буферный усилитель 6 и пиковый детектор 7 соединен со схемой 8 дифференцирования, выход которой связан со входом счетчика 9 импульсов с предварительным выбором. Выход счетчика 9 связан с управляющими входами электронных ключей 10 и 11, генератора 12 экспоненциального напряжения и входом запуска ,цифрового измерителя 13 интервалов времени. Выход усилителя 5 подключен так же ко вторым входам электронных ключей
10 и 11. Амплитудный дискриминатор 14 через схему 15 запоминания амплитуды подключен к выходу ключа 11, счетчик с предварительным выбором 9 подключен к выходу вторым входом; сосчитав заданное число импульсов, например 10 импульсов, запирается и одновременно выдает импулы запирающий ключ 10 и запускающий генератор 12 экспоненциального напряжения и цифровой измеритель 13 временных интервалов. После запирания ключа 10 начальная амплитуда 0о напряжения генератора
12 равна амплитуде принятого импульса
Р2 в момент запирания счетчика 9.
Экспоненциально уменьшающееся напряжение генератора 12 подается на другой вход амплитудного дискриминатора 14, Когда напряжение сравнивается с амплитудой И1 опорного напряжения в момент времени 1, дискриминатор выдает импулы останавливающий цифровой измеритель 13 интервалов времени. =Ut—
tt
2 1
Кроме того, известно, что амплитуда ультразвуковых импульсов при изменении расстояния между излучателем и приемником ультразвука изменяется по закону:
„„а(-1 )
"2- "1" где С(— амплитудный коэффициент поглощения ультразвука, "1 и 2 - расстояния между излучателем и приемником ультразвука, при которых амплитуды принятого сигнала равны, соответственно, 1 1 и 2, Устройство работает следующим образом.
Генератор 1 радиоимпульсов, вырабатывающий радиоимпульсы из синусоидаль ф ного напряжения, возбуждает излучатель ультразвука. Длительность возбуждающих импульсов устанавливается такой, чтобы не возникала устойчивая интерференция 5, ультразвуковых волн в исследуемой среде.
Ультразвуковые волны, пройдя через исследуемую среду 3, преобразуются приемником
4 в электрические импульсы и через усилители 5 и 6 подаются на вход пикового
10 детектора 7, где алгебраически суммируются с непрерывным синусоидальным высокочастотным напряжением, подаваемым с ге-. . нератора 1. При перемещении приемника ультразвука 4 в сторону излучателя 2 фар за принятого сигнала непрерывно изменяется вследствие чего на входе детектора 7 возникают пульсации высокочастотного напряжения, период которых соответствует длине волны ультразвука в исследуемой 0 среде, Пиковым детектором 7 эти пульсации преобразуются в пульсирующее напряжение, которое дифференцируется схемой 8, В начале измерений счетчик 9 открыт и при появлении первого импульса на -его
25 входе выдает импульс, закрывающий ключ 1 1.
Ключ в . начале измерений открыт и поэтому пропускает принятые импульсы с выхода усилителя 5 на схему 15 запоминания амплитуды, которая после закрытия
30 ключа 11 фиксирует амплитуду принятого импульса и соответствующую началу работы счетчика 9 в виде постоянного напряжения, которое поступит на один вход( амплитудчого дискриминатора в качестве
35 опорного напряжения.
Используя оба равенства, получим .
2 1 Т
Поскольку t — L = N Л
2 1 где Я вЂ” задан40 ное число звуковых волн, 3 — lUIHBa ны, то ggyg
1 где К = . Таким образом, при измереИТ
45 нии интервала посредством цифрового измерителя 13 временных интервалов, получают показания коэффициента поглощения по длине волны ультразвука.
Предмет изобретения
Цифровой измеритель поглощения ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор радиоимпульсов, иэлуча5ч тель и приемник ультразвука, усилитель, пиковый детектор и амплитудный дискриминатор, отличающийся тем, что, 492798
Составитеаь B Иванов
Редактор А.рлорозова ТекредЕ.Подурушина оРРектоР 3. Гарасова
3 аказ 575
Иад. ЦЯ тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, I l3035, Раушская наб., 4
Предприятие сПатент», Москва, Г-5S, Бережковская наб., 24 с целью повышения производительности измерений, он снабжен схемой дифференцирования, счетчиком импульсов с предварительным выбором, генератором экспоненциального напряжения, цифровым измерителем ин — тервалов времени, схемой запоминания амплитчды импульсов и двумя электронными ключами, входы которых связаны с выхо дом усилителя, выход первого ключа через схему запоминания амплитуды соединен с одним из входов амплитудного дискриминатора, выход второго ключа связан с одним входом генератора экспоненциального напряжения, выход генератора экспоненциального напряжения связан с вторым входом амплитудного дискриминатора, выход которого связан с одним из входов измерителя интервалов времени, блок генератора радиоимпульсов соединен с входом пикового детектора,, выход которого через схему дифференцирования подключен к счетчику им1О пульсов, а выход счетчика импульсов сое динен с управляющими входами ключей вторыми входами генератора экспоненциального напряжения и цифрового измерителя интервалов времени.
