Устройство для измерения коэффициента поглощения и скорости распространения ультразвука

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3 ш С 01 Я 29/02 ОЖУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7 1) Отдел теплофизики АН Узбекской ССР(56) 1. Кундротас К, и др. Цифровой ультразвуковой интерферометр постоянной длины, - "Ультразвук", 1973, У 5, с. 141.2. Авторское свидетельство СССР У 655960, кл. С 01 Я 29(02, 1977 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЗФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ И СКОРОСТИРАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее соединенные последовательногенератор управляющего напряжения,перестраиваемый генератор, излучаю,Я 011070 0 А щий и приемный преобразователи,предназначенные для установки в измерительную камеру, усилитель и линейный детектор, усилитель постоянного тока, пиковый детектор,осциллограф и подключенный к выходу перестраиваемого генератора частото"мер, отличающееся тем,что, с целью повьппения быстродействия, оно снабжено соединеннымипоследовательно с усилителем постоянного тока компаратором и формирователем стоп-метки, подключенным кВходу генератора управляющего напряжения, и подключенным к частотомеру цифропечатающим устройством,пиковый детектор включен между вторым выходом усилителя постоянноготока и вторым входом компаратора,а линейный детектор подключен к усилителю постоянного тока и к осциллографу.коэффициента поглощения и скоростираспространения ультразвука, содержащее соединенные последовательногенератор управляющего напряжения,перестраиваемый генератор, излучающий и приемный преобразователи,предназначенные для установки в измерительную камеру, усилитель илинейный детектор, усилитель постоянного тока, пиковый детектор, осциллограф и подключенный к выходу перестраиваемого генератора частото"мер, снабжено соединенными последовательно с усилителем постоянноготока компаратором и формирователемстоп-метки, подключенным к входугенератора управляющего напряжения,и подключенным к частотомеру цифропечатающим устройством, пиковыйдетектор включен между вторым выходом усилителя постоянного токаи вторым входом кампаратора, а линейный детектор подключен к усилителю постоянного тока и к осциллографу.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство для измерения коэффициента поглощения и скорости распространения ультразвука содержитсоединенные последовательно генера,тор 1 управлякщего напряжения, перестраиваемый генератор 2, излучающий и приемный преобразователи3 и 4, предназначенные для установкив измерительную камеру 5, усилитель б, линейный детектор 7, уси"литель 8 постоянного тока, компаратор 9 и формирователь 10 стоп-метки, подключенный к входу генератора 1 управляющего напряжения, включенный между вторым выходом усилителя 8 постоянного тока и вторымвходом компаратора 9, пиковый детектор 11, соединенные последова",тельно с перестраиваемым генератором 2 частотомер 12 и цифропечатающее устройство 13 и подключенный квыходу линейного детектора 7 осциллограф 14.Устройство работает следующимобразом.Генератор 1 управлязщего напряжения воздействует на вход перестраиваемого генератора 2, на выходе которого Формируется периодический линейно иэменякщийся по частоте сигнал. Этот сигнал поступаетна излучающий преобразователь 3,1 110040 3Изобретение относится к области/ультразвуковых измерений и можетбыть использовано в химической промышленности, в научно-исследовательских и заводских лабораториях дляанализа свойств и состава растворовпо его акустическим параметрам, атакже для непрерывной регистрацииэтих параметров.Известно устройство для измерения коэффициента поглощения и скорос.ти распространения ультразвука,содержащее измерительную камеру сприемным и излучающим льезопреобразователями, перестраиваемый генератор, частотомер, усилитель, линейный детектор и измерительный блокнастройки частоты 11.Недостатком данного устройства являявляется отсутствие достаточного вре"20временного разрешения при регистрации быстропротекающих процессов,что обусловлено необходимостью накапливать большое число периодовкачания частоты для достаточноГоусреднения.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является устройстводля измерения коэффициента поглощения и скорости распространения30ультразвука, содержащее соединенныепоследовательно генератор управляющего напряжения, перестраиваемыйгенератор, излучааций и приемныйпреобразователи, предназначенные З 5для установки в измерительную камеру, усилитель и линейный детектор, усилитель постоянного тока,пиковый детектор, осциллограф и подключенный к выходу перестраиваемого 40генератора частотомер23,Недостатком известного устройства является низкое временное разрешение при регистрации быстропротекающих процессов при быстрых изменениях поглощения, что связанос осуществлением настройки для определенной величины максимума резонансного пика, те. при Фиксиро"ванном коэффициенте поглощения. При 50изменении коэффициента поглощениячеобходима новая настройка.Целью изобретения является увеличение временного разрешения прирегистрации быстропротекакицих процессов,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для измерения( (1 2)С Составитель М. Наумов.Редактор В. Иванова Техред Т. Фанта Корректор В. Бутяга Заказ 5749/30 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 11 осква, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная, 4 который формирует в измерительнойкиберферометрической камере 5 акус-.тические колебания. Ультразвуковыеколебания преобразуются приемнымпреобразователем 4 в электрическиеколебания, амплитудно модулированные в соответствии с амплитудночастотной характеристикой измерительной камеры 5. Электрическийсигнал усиливается усилителем 6,детектируется линейным детектором7 и подается на вход усилителя 8постоянного тока. С первого выходаусилителя 8 постоянного тока сигналпоступает на первый вход компаратора 9, а с второго выхода - на пиковый детектор 11, который запоминает максимальное значение сигнала.В пиковом детекторе 11 имеется де-.литель напряжения, за счет которогокоэффициент передачи пикового детектора равен 0,707 1. В моментысравнения напряжений на выходе усилителя 8 постоянного тока и на выходе пикового детектора 11 компаратор 9 вырабатывает сигнал, запускающий формирователь 10 стоп-метки,Последний формирует горизонтальныйучасток необходимой длительности нанарастающем участке пилообразногонапряжения генератора 1 управляющего напряжения, останавливая темсамым изменение частоты в заданномучастке резонансной кривой (0,7071от резонансного пика) измерительнойкамеры 5. В момент остановки изменения частоты запускается частотомер 12, по окончании измерения цифропечатающее устройство 13 фиксирует результат.В течение одного цикла изменения 5 частоты измеряются две частоты Ги Г с обоих склонов резонансной кривой, а в пиковом детекторе 11 запоминается текущее значение максимума резонансной кривой.Полусумма частот Г и Г даетчастоту резонансного пика и определяется скоростью ультразвука в исследуемой среде где п - номер резонансного пика,Х - длина измерительной камеры, 20 Разность частот Е и Г Дает1 2ширину резонансного пика, од оэначносвязанную с энергопотерями в измерительной камере 5. При условии высокой добротности измерительной камеры 5 коэффициент поглощения ультразвука,определяется по формуле 30 Использование изобретения позволяет повысить быстродействие прирегистрации быстропротекающих процессов при изменении как отдельноскорости и поглощения, так и одновременно этих двух параметров вовсем доступном интерферометру диапа"зоне характерных времен,