Устройство для определения момента перехода среды из одного физического состояния в другое

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Соцналмстнмескмх

Ресяублнк (11) б 11147 (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 251276 (2l) 2434978/18-10 (5l) М. Ыд.

Q 01 И 29/30 с присоединением заявки Ж—

Гваударстввнный камнтет

Свввтв Мнннвтроа СССР вв двхам нзабрвтвннй втнритнй (23) 11риоритет— (43} Опубликовано. 150678. Бюллетень № 22 (вЭ) УДК 534 232 (088,8} (45) Дата опублнкОВания описания 16д578

В А.Гречишкин, A.A.Ðîçoâ и Б.И.Иахнюк (72) /1вторьй изобретения

Pl) За}йвитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ MOMEHTA ПЕРЕХОДА

СРЕДЫ ИЗ ОДНОГО ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ

Изобретение относится к технике акустического контроля физико-механических свойств сред.и может быть. использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвука в твердых материалах, содержащее эон- 10 дирующий генератор, измерительный преобразователь, широкополосный усилитель, формирователь импульсов и блок обработки информации. Принцип действия устройства оснозан на измерении }5 времени прохождения акустического импульса через исследуемый образец, температура которого изменяется по заданной программе. Точка излома на кривой температурной зависимости ско- ЯО рости ультразвука определяется после обсчета экспериментальных данных визуально (1) .

Недостатком известного устройства является невозможность автоматичес- 25 кого определения указанной точки излома, что приводит к увеличению субьективной ошибки при визуальном определении упомянутой точки и требует больших затрат времени на эксперимент. 30

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор зондирующих радиоимпульсов, соединенный с входом измерительного преобразователя, выход которого подключен к последовательно соединенным широкополосному усилителю- и формирователю (21.

Недостатком этого устройства также является невозможность автоматического определения точки излома на кривой температурной зависимости скорости ультразвука, что также приводит к увеличению погрешности при визуальном определении указанной точки излома.

Целью изобретения является обеспечение автоматизации процесса определения точки излома на кривой температурной зависимости скорости ультразвука и повышение точности.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено триггером с двумя входами, генератором пилообразного напряжения, компаратором с двумя входами, временным селектором с двумя входами и двумя интеграторами, при этом первый вход триггера подключен к выходу генератора зондирующих

611147 радиои пульсов, ж- зыхбд — к генерато. .ру пилообразного напряжения, соединенного .первым входом компаратора, выход которого. подключен ко второму входу триггера и к первому входу временного селектора, второй вхОд которого подключен к выходу формирователя, а выход — ко второму входу компаратора через два последовательно соединенных интегратора.

На чертеже изображена функциональная схема описываемого устройства, состоящего иэ генератора 1 зондирующих радноимпульсов, измерительного преобразователя 2, широкополосного усилителя 3, формирователя 4, триггера 5, генератора 6 пилообразного напряжения, компаратора 7, временного селектора 8, интеграторов 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Зондирующий генератор 1 вырабатывает короткие прямоугольные импульсы, которые поступают на измерительный преобразователь 2, где преобразуются в акустические импульсы, которые пройдя через исследуемый образец, вновь преобразуются в электрические колебания, поступающие в широкополосный усилитель 3, а затем — на формирователь 4.

Импульс зондирующего генератора 1 поступает также на вход триггера 5 и запускает его.

Передний фронт импульса триггера

5 запускает генератор 6 пилообразного напряжения, импульс которого поступает на первый вход компаратора 1, где сравнивается с опорным напряжением, поступающим на второй вход упомянутого компаратора с выхода интегратора 10. При равенстве величин пилообразного и опорного напряжений компаратор 7 вырабатывает импульс, который опрокидывает триггер 5. Время задержки импульса на выходе компаратора 7 равно времени распространения акустического импульса через образзц.

Импульс с выхода компаратора 7 поступает также на временной селектор 8, в котором выоабатываются следующие один за другим два прямоугольных селекторных импульса. На второй вход временного селектора поступает импульс с выхода формирователя 4.

B зависимости от временного положения импульса .на выходе формирователя 4 относительно селекторных им-. пульсов на выходе временного селекто ра Н вырабатывается постоянное напряжение положительной .или отрицательной полярности (сигнал ошибки).

Это напряжение через два интегратора

9 и 10 управляет работой компаратора 7, изменяя сигнал на втором его входе до тех пор, пока сигнал на

I выходе временного селектора 8 не станет равным нулю.

Применение двух интеграторов необходимо для получения следящей системы с астатиэмом второго порядка, что значительно повышает точность измере5 ния и устойчивость работы системы.

Напряжение Ч1 на выходе i интегратора

10 пропорциойально времени I распространения акустического импульса через образец = ИЧ1, где К вЂ” постоянная схемы. Напряжение Ч на выходе И

10 интегратора 9 пропорционально первой производной напряжения 71, по времени

dV, Ч

15 L

Таким образом, в момент излома кривой температурной зависимости скорос ти ультразвука на выходе П интегратора 9 появится импульс, временное положение которого соответствует моменту излома. Напряжение Ч на выходе интегратора 9 пропорционально второй производной напряжения М1 по времени

dV

25 V - — °

2 34

Применение описанной системы позволяет с высокой точностью автоматически определить момент перехода среЗ0 ды иэ одного физического состояния в другое по изменению зависимости скорости ультразвука от температуры.

Это позволяет увеличить экспрессивность проведения длительных по време35 ни физических экспериментов.

Формула изобретения

Устройство для определения момента

40 перехода среды из одного физического состояния в другое, содержащее генератор зондирующих радиоимпульсов, соединенный с входом измерительного преобразователя, выход которого подключен к последовательно соединенным широкополосному усилителю и формирователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса определения точек излома на кри50 вой температурной зависимости скорости ультразвука и повышения точности, оно снабжено триггером с двумя входами, генератором пилообразного напряжения, компаратором с двумя входами, 55 временным селектором с двумя входами и двумя интеграторами, При этом -первый вход .триггера подключен к выходу гевератора зондирующих.радиоимпульсов, а выход — к генератору пилообразного напряжеиия, соединенного с первым входом компаратора, выход которого подключен ко второму входу триггера и к первому входу временного селектора, второй вход которого подключен к выходу формирователя, а выход — ко второму входу компаратора через два

611147

Составитель В.Пирогов

Техред Э. Чужик

КорректоР Е. Папп

Редактор С.Хейфиц

Эакаэ 3148/36 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 последовательно соединенных интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 286364, кл. С1 01 H 5/00, 1968

2. Авторское свидетельство СССР

М 441456, кл. Cj 01 Н 5/00, 1972.