Цифровой интерферометр для измерения скорости ультразвука

"лоос в, 49вт .лт -т:."1 ". О П И С А Й ЙЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советсаа Социалистических Республик(23) Приоритет -Г,аудврвтвенный нвмт гсср пд делам нзабрвтеннй н открытнй) но 15.1 икова н 1) Авторы изобретеии Сукацкас и А. П. Волейш(71) Заявитель ческий институт Снечкуса Каунасский политех им. Антанас4) ЦИФРОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР СКОРОСТИ УЛЬТРАЗЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 2ется излучателем, а другой - приемником, и усилителя-формирователя, механически связанный с преобразователем-излучателем блок меток перемещения и частотомер с предварительным выбором 12) .Недостатком этого устройства является большое время измерения, так как необходимо отдельно определять количество полу- волн, требуемое для цифрового измерения скорости ультразвука. Количество полуволн и другие константы берутся из таблиц, составленных при помощи ЭВМ. Однако при применении пьезопреобразователей с д гимн значениями основной частоты и г моник необходимо составить новые таб цы. РУ ар ли ляется уменьш Целью изобретенияние. времени измерения изобр тся ул р для содер остоя диапа нной д низк олее близким крешением являей интерферометультразвука,ческий тракт, сно соединенныхкамеры перемезователями, оди тению техниьтразвуковой исследования жащий электший из послезонного генелины с двумя оторых являЦель достигае мый цифровой ин нератором импуль и двухпозиционным ством которого в кочастотный вход блоком меток пер выходом диапазо Наибчески мцифровоскоростироакустидовательратора,преобра Изобретение относится к устройствам, работа которых основана на интерференции прямой и отраженной волн в камере с исследуемым веществом, и может быть использовано при измерении его физических параметров, например, скорости распространения ультразвука или дисперсии скорости.Известен цифровой интерферометр, содержащий электроакустический тракт, состоящий из генератора фиксированной частоты, камеры переменной длины с преобразователем и рефлектором, цепей усиления и формирования, также счетчик полуволн,блок меток перемещения и счетчик с индикацией, вход которого через ключ, управляемый счетчиком полуволн, связан с выходом блока меток перемещения 11,тся тем, что предлагаетерферометр снабжен гесов стабильного периода переключателем, посредодном положении высо частотомера соединен с емещений, в другом - с ного генератора, а низкочастотный вход частотомера связан соответственно в одном положении с выходомусилителя-формирователя, в другом - свыходом генератора импульсов стабильного периода,На чертеже изображена структурная схе 5ма описываемого интерферометра.Цифровой интерферометр для измеренияскорости ультразвука содержит электроакустический тракт, состоящий из последовательно соединенных диапазонного генератора 1,камеры 2 переменной длины с двумя преобразователями, один из которых является излучателем 3, а другой - приемником 4, иусилителя-формирователя 5, механическисвязанный с преобразователем-излучателемблок 6 меток перемещения, частотомер 7 спредварительным выбором, генератор 8 импульсов стабильного периода и двухпозиционный переключатель 9 - 10, посредствомкоторого в одном положении высокочастотный вход частотомера соединен с блоком 6меток перемещений, в другом - с выходомдиапазонного генератора, а низкочастотныйвход частотомера связан соответственно водном положении с выходом усилителя-формирователя, в другом - с выходом генератора импульсов стабильного периода, Блокметок перемещения связан с подвижным дерИжателем 11.Интерферометр работает следующим образом.Устанавливают желаемую частоту генератора 1 и заполняют камеру 2 исследуемым завеществом. Скорость С ультразвука в исследуемой среде определяют по известнойзависимостиС г2 (1)где 1 - частота ультразвука;эяЫ - изменение расстояния между пьезопреобразователями 3 и 4, соответствующее и полуволнам ультразвука;- цена одной метки перемещения блока 6 в единицах длины; 40М - количество меток перемещения, соответствующее изменению расстояния Ь 1Для цифрового измерения, т, е. для того,чтобы количество меток К равнялось цифровому значению скорости С в определенных 44 эединицах, необходимо выполнение условия211 = и 10, (2)где р - целое положительное или отрицательное число.Для определения неизвестного в форму- олах (1) и (2) количества полуволн и соединяют входы частотомера 7 переключателем 9 - 10 с выходом генератора 1 и с выходом генератора 8 со стабильным периодом повторения. В счетчик предварительного выбора частотомера 7 заносят такое число, чтобы произведение емкости счетчикапредварительного выбора частотомера 7 на период повторения импульсов генератора 8 равнялось удвоенному числовому значению цены метки перемещения т Тогда согласно формуле (2) частотомер 7 набирает сумму периодов генератора 1 частотой 1, численно равную требуемому для цифрового измерения количеству полуволн и.При необходимости подстраивают частоту генератора 1 для получения числа п с заданным количеством разрядов, отличных от нуля.Полученное число и заносят в счетчик предварительного выбора частотомера 7 и переключают переключатель 9 - 10. На этом заканчивается подготовка интерферометра к измерениям.С началом измерения посредством подвижного держателя 11 начинают изменять расстояние между преобразователями 3 и 4 и запускают частотомер 7. Столбик исследуемой среды, находящийся в камере 2 между преобразователями 3 и 4, резонирует каждый раз, когда расстояние изменяется на одну полуволну ультразвука. Выходное напряжение приемного пьезопреобразователя 4, содержащее ряд резонансных максимумов, усиливается и детектируется блоком 5 и формируется в импульсы, соответствующие изменению расстояния между преобразователями на каждую полуволну. Эти импульсы подсчитываются счетчиком предварительного выбора частотомера 7. Одновременно блок меток перемещения вырабатывает метки, соответствующие перемещению преобразователя 3 на каждые 1 единиц длины. Эти импульсы подсчитываются частотомером 7 за время, которое соответствует изменению расстояния между пьезопреобразователями 3 и 4 на п полуволн ультразвука. Накопленное и показываемое на табло частотомера 7 количество меток перемегцения соглас но формуле (1) равно численному значению измеряемой скорости.Дальнейшие изменения на той же самой частоте с неизменной точностью проводятся с уже известным числом и, При переходе на другую частоту необходимо провести определение числа и согласно описанному выше.Предлагаемый интерферометр позволяет определять необходимые константы и проводйть измерения при помОщи одного устройства. При этом отпадает необходимость пользования таблицами или проведения вычислений для определения констант измерения.Формула изобретенияЦифровой интерферометр для измерения скорости ультразвука, содержащий электроакустический тракт, состоящий из последовательно соединенных диапазонного гене697834 ъ А. Шмаовая СоставнтелТехред О. Луг Тираж 766 ИПИ Государственного по делам изобретенийМосква, Ж - 36, Рау П П Патент, г, Ужго рректор Т. СкворцоПодписноеССР едакторЛ. Батановааказ 6616/29 комитета С и открытий шская наб д. 4/6 род, ул. Проектная 1130 илиад 3ратора, камеры переменной длины с двумя преобразователями, один из которых является излучателем, а другой - приемником, и усилителя-формирователя, механически связанный с преобразователем-излучателем блок меток перемещения и частотомер с предварительным выбором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения, он снабжен генератором импульсов стабильного периода и двухпозиционным переключателем, посредством которого в одном положении высокочастотный вход частотомера соединен с блоком меток перемещений, в другом - с выходом диапазонного генератора, а низкочастотный вход частотомера связан соответственно в одном положении с выходом усилителя-формирователя, а в другом - с 6выходом генератора импульсов стабильного периода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Жилинскас Р. и др. Цифровой интерферометр для измерения скорости ультразвука. Сб. Вопросы методики ультразвуковой интерферометрии. Всесоюзная конференция по вопросам методики ультразвуковой интерферометрии, изд. Минтис, Вильнюс, 1965,2. Волейшис А., Яронис Э. Акустический цифровой интерферометр для исследования дисперсии скорости ультразвука в жидкостях в диапазоне частот 0,25 - 1250 мГц, Труды ВУЗов Литовской ССР Ультразвук, 5, 1973, с. 11 - 28 (прототип).