Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука

О П И С А Н И Е ш 1 493725ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Приоритетбликовано 30.11.75 киосударстееннык номи овета Министров СС(53) УДК 534.286(088. летень Ъе 44 по аелам изобретений н открытийа опубликования описания 26.02.7 72) Автор изобретен цка Каунасский политехнический инстит 1) Заявитель нечесусае ЗМЕРЕНИЯЯ УЛЪТРАЗВУКА(54) УСТРОЙСТВООЭффИЦИЕНТА ПОГЛ меряемыи ропорциоп опоа. ышение Изобретение относится к устроиствам для измерения акустических параметров жидких, газообразных и твердых веществ, в частности для измерения коэффициента поглощения ультразвука и может быть использовано для контроля в химической, пищевой и других обл а стях промышленности.Известно устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра постоянной длины, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую цепь генератора высокочастотных колебаний, камеры интерферометра с двумя преобразователями, усилителя, схемы определения уровня 0,707 от максимального и блока настройки частоты, измеритель девиации частоты, состоящий из последовательно соединенных преобразователя частоты, преобразователя частота - напряжение, усилителя-детектора низкой частоты, индикатора, и подключенный к выходу генератора высокой частоты.Недостаток известного устройства состоит в том, что при измерении возникает систематическая погрешность, обусловленная изменением скорости ультразвука в среде во время измерения. Показания индикатора пропорциональны девиации частоты, равной полосе пропускания резонирующего столбика вещества и не зависят от значения средней частоты ультразвука, в то время как изкоэффициент поглощения прямо пнален девиации частоты и обратно р р ционален средней частоте ультразвук5 Целью изобретения является повточности измерения.Это достигается тем, что преобразовательчастота - напряжение выполнен в виде последовательно соединенных формирователя, 10 селектора одиночных импульсов и фильтранизкой частоты, а второй вход селектора одиночных импульсов через второй формирователь подключен к выходу генератора высокой частоты.15 На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения коэффициентапоглощения ультразвука содержит электро- акустический тракт интерферометра постоян ной длины, состоящий из последовательносоединенных в замкнутую цепь генератора 1 высокочастотных колебаний, пьезоизлучателя 2, камеры 3, пьезоприемника 4, усилителя 5, схемы 6 определения уровня 0,707 от макси мального и блока 7 настройки частоты, атакже измеритель девиации частоты, подключенный к выходу генератора высокой частоты. Измеритель девиации частоты состоит из формирователя 8, селектора 9 одиночных им пульсов, преобразователя частоты 10 и друго25 30 35 40 45 3го формирователя 11, а также фильтра низкой частоты 12, усилителя-детектора низкой частоты 13 и индикатора 14.Устройство работает следующим образом.Высокочастотное напряжение, вырабатываемое генератором 1, подается на пьезоизлучатель 2, который преобразует его в ультразвуковую волну, распространяющуюся в веществе, помещенном в камере 3. Ультразвуковые колебания принимаются пьезоприемником 4, преобразующим их в электрический сигнал, который после усиления в усилителе 5 поступает на схему определения уровня 0,707 от максимального, Частота генератора непрерывно изменяется под действием блока 7 настройки частоты. Всякий раз, когда напряжение на выходе усилителя 5 спадает до уровня 0,707 от максимального, схема 6 вырабатывает управляющий сигнал, под действием которого с помощью блока настройки частота генератора 1 начинает изменяться в противоположную сторону. В результате величина девиации частоты генератора равна полосе пропускания камеры интерферометра на уровне 0,707 при данном акустическом резонансе.Одновременно выходное напряжение генератора 1 поступает на формирователь 8, в котором формируется в импульсы калиброванной формы и амплитуды, подаваемые на вход селектора 9 одиночных импульсов. Высокочастотное напряжение генератора 1 также поступает на вход преобразователя частоты 10, В преобразователе напряжение генератора смешивается с напряжением высоко- стабильного гетеродина и выделяется напряжение разностной частоты, модулированный по тому самому закону и с той девиацией, как и частота ультразвука.Среднее значение разностной частоты значительно меньше среднего значения частоты ультразвука. Напряжение разносгной частоты формируется в импульсы формирователем 11 и поступает на вход запуска селектора 9 одиночных импульсов, Таким образом, селектор 9 запускается один раз в течение каждого периода разностного напряжения и пропускает на выход один импульс, длительность которого равна полупериоду ультразвука. вых колебаний. Средняя составляющая выходных импульсов селектора 9, выделяемая фильтром низкой частоты, в каждый момент времени прямо пропорциональна разностной частоте и обратно пропорциональна средней частоте ультразвукова. Следовательно выходное напряжение фильтра 12 содержит постоянное напряжение, зависящее от средних значений разностной частоты и частоты ультразвуковых колебаний, и переменную составляющую, по форме повторяющую закон частотной модуляции ультразвуковых колебаний. Амплитуда переменной составляющей прямо пропорциональна девиации частоты ультразвука и обратно пропорциональна средней частоте его. Эта переменная составляющая выходного напряжения фильтра 12 усиливается и детектируется усилителем-детектором 13 и поступает на измерительный прибор 14, градуированный в единицах коэффициента поглощения. Предмет изобретенияУстройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра постоянной длины, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую цепь генератора высокочастотных колебаний, камеры интерферометра с двумя преобразователями, усилителя, схемы определения уровня 0,707 от максимального и блока настройки частоты, измеритель девиации частоты, состоящий из последовательно соединенных преобразователя частоты, преобразователя частота - напряжение, усилителя-детектора низкой частоты, индикатора, и подключенный к выходу генератора высокой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, преобразователь частота в напряжение выполнен в виде последовательно соединенных формирователя, селектора одиночных импульсов и фильтра низкой частоты, а второй вход селектора одиночных импульсов через второй формирователь подключен к выходу генератора высокой частоты.493726 Составитель В. Антипов Техред Е. Митрофанова ин дактор Тираж 902Совета Министрытийская наб д, 4/5 аказ 178 ПодписноеСР пография, пр. Сапунова, 2 Г1Изд.2001ИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и отк113035, Москва, Ж, Рауш рректор М. Леизерман