Импульсная установка для измерения поглощения ультразвука

ч 1ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дошэлцительиое к авт. свил ву (22) Заявлено 28.02.72 (21) 1752879/18-10с присоединением заявки М 23) ГрцорцтегОпубликован:э 15.07.75, Ьюллетець26 Да та оцубликэвац ля описания 29.07.76.(51) М. Кл. 6 01 п 29,02 Государственный комитет Совета й 1 иниотров СССР но делам изооретений и открытий(72) Лвто 1 эы цзооретецни Ю. И, Кузовков и О. В, Тарасенко Киевский ордена Ленина государственный университет им, Т. Г. Шевченко(54) ИМПУЛЬСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКАИзобретение относится к области ультразвуковых измерений,Известна импульсная установка для измерения поглощения ульт 1 этэзвука в жидкостях, содержащая генератор прямоугольных импульсов, генератор высокой частоты, генератор промежуточной частоты, измерительную камеру с двумя элекгроакустическими преобразователями, переменный атгецюатор, преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты и индикаторное устройство - осциллограф цлц импульсный вольтметр.Недостатком известной импульсной установки является ее ограниченная чувствительность, заключающаяся в невозможности проводить измерения при наличии сильного поглощения ультразвука в вещесгве, которое приводит к тому, что сигналы с приемного электроакустического преобразователя соизмеримы или меньше уровня входных шумов приемника, Сильное поглощение происходит н в случае веществ с большим коэффициентом поглощения ультразвука, например вязких жидкостей, ц в случае измерений на высоких частотах.Для повышения чувстэвительцости предлагаемая установка снабжена генератором стандартных сигналов, подключенным на вход генератора прямоугольных импульсов, и амплитудным детектором, узкополосным фильтром низкой частоты, фазовым детектором, последовательцо включеэшыми между усилителем промежуточной частоты и индикаторным устрой.ством, например нульгальванометром.На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - 4 - эпюры напряжений соответственно ца входе усилителя промежуточной частоты, после амплитудного детектора, после узкополосного фильтра низкой частоты.10 Установка содержит генератор 1 стандартных сигналов, выход которого соединен с гнездом внешнего запуска генератора 2 прямоугольных импульсов, имеющего два выхода с регулируемой временной задержкой сигналов 15 от каждого из этих выходов, один из которыхподключен к гнезду внешней импульсной модуляции генератора 3 высокой частоты, а другой - к такому же гнезду генератора 4 промежуточной частотьэ, измерительную камеру 5 20 с двумя электроакустическими преобразователями и переменный аттенюатор 6, подсоедиценньэе соотвегственно к выходам генераторов 3 и 4, преобразователь частоты 7, подключенный к приемному электроакусгическому 25 преобразователю измерительной камеры 5,усилитель 8 промежуточной частоты, вход которого постоянно связан с выходами переменного аттенюатора 6 и преобразователя частоты 7, амплитудный детектор 9, который полЗ 0 ключец к выходу усилителя 8, узкополосный40 45 50 55 фильтр 1 О низкой частоты, нодключент 1 ь й к выходу амплитудного детектора , физоый детектор 11, подключенный:,:. ь ход срилгра 10, и индикаторное устройство - нульгяльвапометр 12, включенный после фяоан о детектора 1.Сигналы с выхода генератора 1, когорый работает в режиме 100%-ной внутренней амплитудной модуляции меандром, запускают гене.рагор 2, работающий в режиме внешнего запуска. При этом напряжение генератора 2 ца каждом из его выходов представляет собой последовательность пачек импульсов, причем частота следования вцдоимпульсов внутри каждой пачки определяется частотой напряжения генератора 1, а длительность каждой пачки равна половите периода внутреннего модулирующего меацдра. Напрякенптя с выходов генератора 2 используют для внешней импульсной модуляции генераторов 3 и 4, вследствие чего их выходные напряжения представляют собой последовательности пачек радиоимпульсов. Сигналы от генератора 3 проходят измерительную камеру 5, затем попадают на преобразователь частоты 7 и после преооразования их несущей частоты в нромекуточную поступают тта вход уаттлителя 8. Сигналы от генератора 4 проходят переменный аттенюатор 6 и также поступают на вход усилителя 8.Ня фиг. 2 изображена эпюра 1 езультирующего напрякения Ут(1) па входе усилителя 8 для случая, когда амплитуды радиоимпульсов, поступятощих па вход усилителя 8 с переменного аттешоя гора 6 и с преобразователя частоты 7, це равны между собой. Это напряжение после усиления в тракте усилителя 8 поступает далее на амплитудный детектор 9, Расположение пачек радиоимпульсов с меньшей амплитудой в промежутках между пачкамп радиоимпульсов с большей амплитудой 1 или наоборот), как это изображено ня фиг. 2, достигнуто задерикой во времени сигналов одного из выходов генератора 2 относительно сигналов другого выхода.На фиг, 3 сплоптпой литтией изображена эпюря напряжения Р(1) па выходе амплитудного детектора 9. На этой же фигуре пунктирной линией показано среднее значение огибающей продетектированного напряжения, Постоянная времени ттагрузки амплитудного детектора 9 подобрана такой величины, чтобы переменная составляющая продектированного напряжения была как можно ближе по форме и модулирующему меандру,5 10 15 20 25 ЗО 35 С этой же целью генератор 2 работает в ре. жпмс с мипмяльно возможной скважностью импульсов. После амплитудного детек. тора 9 сигнал поступает на узкополосный филы р 10, который настроен на первую гармонику продетектированного напряжения.На фиг. 4 изобракена эпюра напрякентя (/з ца выходе узкополосного фильтра 10. Эта эпюра, а также эпюры напряжений, изображенные на фиг, 2 и 3, приведеньт для случая, когда полезный сигнал во много раз превышает уровень входных шумов приемника. Однако и в том случае, когда амплитуда сигналов с приемного электроакустического преобразователя лежит ниже уровня входных шумов приемника, все же будет происходить выделение первой гармоники продетектировацного напряжения за счет фильтрации шума узкополосным фильтром 10. Именно фильтрация шума с помощью фильтра 10 обеспечивает высокую чувствительность предлагаемой имгульсттой устаповкп.Из эпторы напряжения, изображенной па фиг. 4, видно, что фаза этого напряжения остается постоянной до тех пор, пока радиоимпульсы из разных пачек, цзобракеппые ца фиг. 2, не сравняются ца амплитуде, В этот момент, который соответствует равенству по амплитуде преобразованттого по частоте сигнала с приемного электроакустического преобразователя и калиброванного сигнала от генератора 4, фаза напряжения, изображенного ца фиг. 4, скачком изменится ца 180. Регистрация изменения фазы ца 180 производится с помощью фазового детектора 11 и нуль-гальвяцометра 12. Предмет изобретенияИмпульсная установка для измерения поглощения ультразвука, содержащая генератор прямоугольных импульсов, генераторы высокой и ттрометсуточттотт частоты, тзмерительцую камеру с электроакустическимтт преобра. зователями, переменный аттешоатор, преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты и индикаторное устройство, отличатои 1 аяся тем, что, с целью повышения чувствительности, она снабжена генератором стандартных импульсов, подключенным на вход генератора прямоугольных импульсов, и амплитудньтм детектором, узкополосным фильтром частоты, фазовым детектором, последовательно включенными между усилителем промежуточной частоты и индикаторным устройством, например нуль-гальванометром,, Хейфн дакт Заказ 5827ЦНИИПИ Подппс Оол. тип. Костромского равлвния издательств, полиграфии и книжной торговли Изд.1601 Государственног по делам из 113035, Москва, М