Датчик скорости звука

1 Ш 5582 ОУ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз СоветскиМ Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.05.77. Бюллетень18Дата опубликования описания 20.06,77 Государстееннын комитет Совета Министров СС по делам наобретени. Серавин и Ю. ф, Тарасю 71) Заявитель 4) ДАТЧИК СКОРОСТИ ЗВУК Изобретение оских измеренийдля одновременка и скорости пных средах. емого датчика; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.Датчик скорости звука содержит акустическую систему, состоящую пз акустического преобразователя 1 и установленного на фиксированном расстоянии от него акустического преобразователя - отражателя , прпсмнопередающую схему 3, состоящую из последовательно соединенных усилителя 4 и импульсного генератора 5, выход которого соединен с входом усилителя 4 и с акустическим преобразователем 1. К приемно-передающей схеме подключены частотомер 6 и один пз входов измерителя временны.; интервалов 7, второй вход которого соединен с акустическим преобразователемм - отражателем 2.Устройство работает следующим образом, Видеоимпульс, сформированный импульсным генератором 5, ударно возбуждает акустический преобразователь 1, раоотающпй в режиме излучения. Акустический преобразователь 2 работает в режимах приема и отражения, поэтому акустический импульс после отражения возвращается к акустическому преобразователю 1, который преобразует его в электрический импульс. Этот импульс через усилитель 4 поступает на вход импульсного генератора 5 и запускает его. Впдеопмпульс на выходе импульсного генератора 5 вновь возбуждает акустический преобразователь 1 и цикл работы датчика повторяется, образуя тносится к области акустичеи может быть использовано ного измерения скорости звуотока в жидких и газообразИзвестные датчики скорости звука (1, 2),работающие по импульсно-циклической схеме,не позволяют измерять скорость среды, обтекающую акустическую систему. 10Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик скоростизвука (3), содержащий акустический отражатель, установленный на фиксированном расстоянии от него акустический преобразователь, последовательно соединенные усилительи генератор импульсов, выход которого подключен к входу усилителя и к акустическомупреобразователю.Этим датчиком также нельзя измерять скорость среды, обтекающую акустическую систему,Для обеспечения одновременного измеренияскорости звука в среде и скорости потокасреды вдоль акустической оси датчика в предлагаемом датчике акустический отражательвыполнен в виде акустического преобразователя, подключенного к одному из входов измерителя временных инвервалов, другой входкоторого соединен с выходом усилителя. 30На фиг. 1 изображена блок-схема описываЯпоследовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной скорости звука в среде.Выходной сигнал о, приемно-передающей схемы представляет собой последовательность импульсов (см. фиг. 2) с периодом следова- ния й Т=т,+т,; 2 с+о с - огде Ы - расстояние между преобразователем и преобразователем - отражателем;с - скорость звука в исследуемой жидкости; о - составляющая вектора скорости водного потока водль направления распространения акустического сигнала между преобразователями;т - интервал между импульсом приемно- передающей схемы (излучаемым) и последующим импульсом с выхода акустического преобразователя - отражателя;т - интервал между импульсом с выхода акустического преобразователя - отражателя и последующим импульсом, формируемым приемно-излучающей схемой.Сигнал о с выхода акустического преобразователя - отражателя представляет собой последовательность импульсов, имеющую такой же период следования Т=т+т, но с запаздыванием по времени относительно сигнала о, на величину сьПри о=0 это запаздывание равноТс 2 1 см. фиг. 2, а), приТос2 Если вектор потока совпадает с направлением распространения акустического сигналамежду преобразователями, тоТ 1 Тс1 "з -а -. ( - ,с+о 2 с - о 2(см. фиг. 2, б), В противном случаеТ 1 Тс,: - ( - , ат ) - ,с - о 2 с - о 2 Разность временных задержек можно определить из выражения 21 о 1 Ф с оф 1 -сфи с=2 дР,где г - частота следования импульсов,1Р=тТаким образом, измеряя ть т и Т= с+с 20или Р= - , можно одновременно определятьтскорость звука С в движущейся среде и составляющую скорости потока о, обтекающего акустическую систему датчика вдоль траектории распространения акустического сигнала. Формула изобретения 30 Датчик скорости звука в жидкой и газообразной средах, содержащий акустический отражатель, установленный на фиксированномрасстоянии от него акустический преобразователь, последовательно соединенные усили 35 тель и генератор импульсов, выход которогоподключен к входу усилителя и к акустическому преобразователю, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения одновременногоизмерения составляющей скорости потока сре 40 ды вдоль акустической оси датчика, акустический отражатель выполнен в виде акустического преобразователя, подключенного к одному из входов измерителя временных интервалов, другой вход которого соединен с выхо 45 дом усилителя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США М 3392574, кл. 73 - 53,опубл 196850 2. Патент Великобритании1151699, кл.1-1 40, опубл. 1969.3. Патент Великобритании1084056, кл,Н 4 Р, опубл. 1969, (прототип).ПодписноеСР ипография, пр. Сапунова,Заказ 160/8 Изд.430 ЦНИИПИ Государственного ком по делам изобпет 113035, Москва, Ж.35, Тираж 1106тета Совета Министровннн и открытийашская наб., д. 45