Патент ссср 411313

О Il И С А- -Н--И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

4ll3I3

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕДЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

M. Кл. G 011т 5/00

Заявлено 20.XI I.1971 (№ 1726921/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 17Х.1974

Государственный комитет

Совета Иинистроа СССР па делам изобретений и открытий

УДК 534.232(088.8) Авторы изобретения

В. А. Сукацкас, К. А. Кундротас и Э. П. Яронис

Каунасский политехнический институт

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЦИ ФРОВОЙ И НТЕРФEPOMETP

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости звука.

Известный ультразвуковой интерферометр содержит диапазонный генератор, камеру постояш1ой длины с излучающим и приемным преобразователями, усилитель — детектор, блок формирования резонансных пиков, генератор пилообразного напряжения, преобразователь «частота — напряжение».

Цель изобретения — расширение диапазона измерений скоростей и частот. Это достигается

1ем, что интерферометр снабжен блоком селектора, стробируемым генератором стабильной частоты, счетчиком с индикацией и усилителем напряжения регулирования с двумя входами, при этом блок селектора соединен своим входом с блоком формирования резонансных пиков стабильной частоты, а выходом — со стробирующим генератором стабильной частоты, выход которого связан со входом счетчика с индикацией, а генератор пилообразного напряжения соединен с регулирующим входом диапазонного генератора через усилитель регулирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя «частота — напряжение», вход которого подключен к выходу диапазонного генератора.

На чертеже приведена блок-схема интерферометра.

Выход диапазонного генератора 1 подключен к пьезоизлучателю 2 акустической камеры 3. Пьезоприемник 4 подключен ко входу усилителя — детектора 5, выход которого под5 соединен ко входу блока формирования резонансных пиков 6. Выход блока формирования

6 через ключ 7 подключен ко входу триггера 8 и через ключ 9 — к счетчику 10. Выход счетчика 10 подключен к другому входу триггера

10 8 и к одному из входов триггера 11. Выход триггера 8 подан на управление состоянием ключа 9 и на стробирование генератора стабильной частоты 12. Выход триггера 11 подан на управление состоянием ключа 7. Элементы

15 7, 8, 9, 10 и 11 составляют блок селектора. Выход генератора стабильной частоты 12 подключен к выходу счетчика с индикацией 13.

Выход генератора пилообразного напряжения

14 подключен к одному входу усилителя 15, 2д выход которого подключен к регулирующему входу диапазонного генератора 1. Ко второму входу усилителя 15 подключен выход преобразователя «частота — напряжение», вход которого подключен к выходу генератора 1.

25 Интерферометр работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор 1 вырабатывает напряжение, подаваемое на пьезоизлучатель 2. Частота генератора 1 определяется

30 напряжением па регулирующем входе его, 41И13

Пьсзоизлучачель 2 излучает ультразвуковые голны, распростр аняющиеся в исследуемом веществе внутри камеры 3, частично отражаюгциеся от пьезоприемника 4, частично преобразуемые нм в электрические колебания. Напряжение пьезоприемника 4 усиливается, детектируется в усилителе — детекторе 5 и поступает на вход олова срормировання р» ьонан ных ни

i<013 6. ТрнгA. j)hi 8 JI !! )l3. 0 ;|1 csl Ll cocf оянин, соответствующем замкнутому состояшно клю- 10 ча 7, разомкнутому состоянию ключа 9 и отсутствию напряжения стабильной частоты на выходе генератора 12. Счетчики 10 н 13 погашены. Выходное напряжение генератора пилообразного напряжения 14 соответствует край- 15 нему значению, напряжение на выходе преобразователя «частота — напряжение 16 опреде".ÿåòñÿ частотой генератора 1.

При запуске генератора пилообразного напряжения 14, ввиду изменения выходного па- 20 пряжения его и усилителя 15, начинает изменяться частота диапазонного генератора 1. В момент акустического резонанса, когда. между пьезоизлучателем 2 и пьезоприемником 4 в камере 3 располагается соответствующее число 25 полуволн, резко возрастают напряжение на пьезоприемнике 4 и выходное напряжение усилителя — детектора 5. Блок формирования 6 вырабатывает импульс напряжения, совпадающий по времени с акустическим резонансом, ЗО

Этот импульс проходит через замкнутый ключ

7 и перебрасывает триггер 8. Выходным импульсом триггера 8 замыкается ключ 9, и стробируется генератор 12 (генератор с ударным возбуждением либо генератор непрерыв- 55 ных колебаний с ключом на выходе) . Периоды стабильной частоты подсчитываются счетчиком с индикацией 13. Частота генератора 1 продолжает изменяться. Следующие импульсы с блока формирования 6 подсчитываются на 40 счетчике 10. Процесс происходит монотонно до заполнения счетчика 10. Выходным импульсом счетчика 10, выдаваемым при заполнении, перебрасываются триггеры 8 и 11, размыкаются ключи 7 и 9 и прекращается строб генера- 45 тора 12, т. е. поступление высокостабильного напряжения на вход счетчика 13. Цикл измерения окончен.

Подключение выхода преобразователя «частота — напряжение» 16 ко входу усилителя 50

15 осуществленное так, что усилитель 15 усиливает разность изменения входных напряжений, существенно линеаризует зависимость частоты генератора 1 QT управляющего напряжеI I I t H. 55

Для следующего цикла измерсшгя необходимо восстановление исходного состояния схемы интерферометра общеизвестными ручными либо автоматическими средствами.

Таким образом, число импульсов, сосчитанное счетчиком с индикацией 13, прямо пропорционально интервалу частогы, соо ве с1ву он ему прнросч у коли tUc."t lsd tlo, l30 lItl B ка мере

t .;> величину, равную емкости с етчнка 10, !нтервал частоты в свою очередь прямо пропорционален скорости ультразвука в исследуемой среде и обратно пропорционален расстоянию между пьезоизлучателем и пьезоприемником.

Подбором параметров интерферометра достигается равенство числа сосчитанных импульсов в счетчике 13 значению скорости ультразвука, измеренной в определенных единицах.

Переход интерферометра на другой диапазон частоты осуществляется только переключением начальной частоты генератора 1. Диапазон измеряемых скоростей определяется диапазоном перестройки генератора 1 и может быть выбран любым без каких-либо ограничений.

Предмет изобретения

Ультразвуковой цифровой интерферометр, содержащий диапазонный генератор, камеру постоянной длины с излучающим и приемным преобразователями, усилитель — детектор блок формирования резонансных пиков, генератор пилообразного напряжения, преобразователь «частота — напряжение», о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения скоростей и частот, интерферометр снабжен блоком селектора, стробируемым генератором стабильной частоты, счетчиком с индикацией и усилителем напряжения регулирования с двумя входами, при этом блок селектора соединен своим входом с блоком формирования резонансных пиков стабильной частоты, а выходом — со стробирующим генератором стабильной частоты, выход которого связан со входом счетчика с индикацией, а генератор пилообразного напряжения соединен с регулирующим входом диапазонного генератора через усилитель регулирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя «частота — напряжение», вход которого подключен к выходу днапазонного генератора.

Составитель Г. Терехова

Техред Е. Борисова

Корректор А. Дзесова

Редактор М. Андреева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1121/12 Изд. Мз 1157 Тираж 760 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5