Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 09) (И)3(50 С 01 Н 29/О(71). Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса(56) 1. Авторское свидетельство СССРи 913235, кл. С 01 М 29/00, 1980,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА,соДержащее последовательно соединеннЫе генератор, излучающий преобразователь, приемный преобразователь,усилитель и блок настройки генератора, вьюод которого соединен с входом генератора, последовательно соединенные гетеродин, смеситель, второй вход которого соединен с выходом генератора, блок настройки гетеродина,выход которого соединен с входом гетеродина, и счетчик, вход которогосоединен с выходом смесителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем,. что, сцелью повыаения быстродействия, блокнастройки гетеродина выполнен иэ интегратора и последовательно соединенных компаратора длительности импульсов, одновибратора, триггера икоммутатора, второй вход которогосоединен с входом компаратора, адва выхода - соответственно с инвертирующнм и неинвертирующим входамиинтегратора, вход компаратора и выход интегратора являются соответственно входом и выходом блоканастройки гетеродина.40 45 М 1 10Изобретение относится к средствамультразвуковой измерительной техникии может быть использовано для измерения коэффициента поглощенияультразвука в газах и жидкостях.Известно устройство для измерениякоэффициента поглощения ультразвука,содержащее последовательно соединенные генератор, излучающий преобразователь, приемный преобразователь,усилитель и блок настройки генератора, выход которого соединен с входом генератора, последовательно соединенные гетеродин, смеситель,второйвход которого соединен с выходом генератора, блок настройки гетеродина,выход которого соединен с входомгетеродина, и счетчик, вход которогосоединен с выходом смесителя. Блокнастройки гетеродина выполнен изпоследовательно соединенных частичного демодулятора вход которого соединен с выходом смесителя, фильтранизких частот .и вычитающего блока,.выход которого представляет собойвыход блока настройки, а также детектора, включенного между выходомчастотного демодулятора и вторымвходом вычитающего блока1 ,Недостатком известного. устройстваявляется малое быстродействие, свя"занное с наличием фильтра низкихчастот в блоке настройки гетеродина.Цель изобретения - повышениебыстродействия,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащем последовательносоединенные генератор, излучающийпреобразователь, приемный преобразо-.ватель, усилитель и блок настройкигенератора, выход которого соединенс входом генератора, последовательно соединенные гетеродин, смеситель,дорой вход которого соединен с выходом генератора, блок настройки ге.теродина, выход которого соединен свходом гетеродина, и счетчик, входкоторого соединен с выходом смесителя, блок настройки гетеродияа выполнен иэ интегратора и последовательно соединенных компаратора длительности импульсов, одновибратора,триггера и коммутатора, второй входкоторого соединен с входом компаратора, а два выхода - соответственнос инвертирующим и неинвертирующимвходами интегратора, вход компарато 89506 2 ра и выход интегратора являются соответственно входом и выходом блока настройки гетеродина.На фиг.1 изображена структурная схема устройства, на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, усилитель 4 и блок 5 настройки генератора 1, выход которого соединен с входом генератора 1, последовательно соединенные гетеродин 6, смеснтель 7, второй вход которого соединен с выходом генератора 1, блок 8 настройки гетеродина, вьмод которого соединен с входом гетероднна 6, и счетчик 9, вход которого соединен с выходом смесителя 7, блок 8 настройки выполнен из интегратора 10 и последовательно соединенных компаратора 11 длительности импульсов, одновибратора 12, триггера 13 н коммутатора 14, второй вход которого соединен с входом компаратора 11, а два выхода - соответственно с инвертирующим и неинвертнрующим входами ннтеграто" ра 10, вход компаратора 11 и выход интегратора 10 являются соответственно, входом и выходом блока 8 настройки гетероднна.Устройство работает следующим образоМ.Генератор 1 вырабатывает высокочастное напряжение, преобразователем 2 преобразуемое в ультразвуковые волны, которые, пройдя черезисследуемую среду 15; принимаютсяпреобразователем 3. Сигналы с еговыхода поступают на вход блока 5настройки, а сигналы с выхода последнего поступают на управляющий входгенератора 1. Блок 5 настройки обеспечивает непрерывное изменение частоты генератора 1. Когда частота генератора 1 равна резонансной, т.е.,когда по длине камеры с исследуемойсредой 15 укладывается целое числополуволн, амплитуда сигнала на выходе приемника максимальна. При уходечастоты генератора 1 .от резонанснойамплитуда сигнала уменьшается, Всякийраз, когда амплитуда сигнала на выходе усилителя 4 спадает до уровня0,707 от максимального значения, блок5 вырабатывает управляющий сигнал 16,под действием которого частота 173 1089506 4генератора 1 начинает изменяться в перебрасывается триггер 13, сигналпротиповоложную сторону. В результате 21 с его выходас его выхода поступает на управвеличина девиации частоты генератора. ляющий вход коммутатора 14, Послед 1 оказывается равной полосе пропус- ний срабат ваений сра атывает, и импульсы 22 скания измерительной камеры на уровневыхода смесител 7,смесителя , поступавшиев0,707 при данном акустическом резо- исходном состом состоянии на один из вхонансе. дов интегратора (например, инвертидалее сигнал генератора 1 смешива- рующий) начинаюй начинают поступать на другойется в смесителе 7 с сигналом гете- вход интегратора 1 О (фиг.2,сигналродина 6 . Сигнал 18 разностной частоО 23) Сигнал на. выходеигнал на. выходе интегратораюы, преобразованный в последователь меняет свою полярносю полярность, что привоность импульсов, поступает на блок 1 ди, к изменению частоты гетеродина8, обеспечивающий подстройку частоты в сторону уменьшения. Это в своюгетеродина 6 к частоте генератора 1. очередь, приводит к уменьшению пеЕсли в исходном состоянии частота 15 риода сигнала 18 разностной частоты,гетеродина увеличивается, прибли- компаратор 11 длительности сигналовжаясь к частоте генератора, период ся, и устроиство возвращасигнала 18 разностной частоты растет. ется в исходное состояние. Таким обВ момент, когда сравниваемые час- разом осуществляетсяЭвляется автоматическаятоты примерно равны, срабатывает комО подстройка частоты гетеродина б кпаратор 11 длительности импульсовчастоте генератора 1.На выходе компаратора получают импуль" Счетчиком 9 измеряетизмеряется девиациясы 19, свидетельствующие о достиже- частоты генератора 1, по которойнии равенства сравниваемых частот. определяют коэффициентициент поглощенияСерия импульсов 19 с помощью одновиб-р 5 ультразвука.ратора 12 преобразуется в однократныйимпульс, передний фронт которого сов- настройки частоты гетеродина обеспепадает с моментом достижения равенст- чивает повышение быстродействиява частот гетеродина 6 и генератора устройства дпя измерени ффдпя измерения коэффици 1. Передним фронтом импульса 20 ЗО ента поглощения ультразвука.ВНИИПИ Заказ 2926/42 Тираж 823 Подписное Филиал ППП Патеытф, г.Ужгород, ул.Проектная, 4