Ультразвуковой интерферометр для измерения плотности

(22) Заявлено 18.07.80 (21) 2962041/25-28с присоединением заявки РЙ(5 )М, Кл. 601 Й 29/00 тееудерстекввкемтет СССР ао дедам зебретеоткрыт(53) УДК 534, .14(088,8) Дата опубликования описания 25.07.82 В. А. Сукацкас и Э, В. Станкявичтосс4фКаунасский политехнический инст утим, Антанаса Снечкуса(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ1Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть испопь; эовано для исследования параметров жид костей.Известно ультразвуковое устройство5 для измерения плотности, содержащее пьезопреобразоватепь, измерительный и ксемпенсационный каналы, генератор зондирутотцих импульсов, усилитель и вычислительный блок 1,то Недостатком этого устройства является низкая точность измерения.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является ультразвуковой интерферометр для измерения плотности, содержащий последовательно соединенные блок настройки частоты, генератор эонлирутощих импульсов, излучающий и при- го емный пьезопреобраэователи, усатлительи формирователь, блок вычитаиитт и вычислительный блок, вход которого сое,тетнен с выходом блока вычитания 23 . 2Недостатком известного интерферометра является сложность устройства и3 щзкая точность измерения, связанныес тем, что в нем плотность определяютпо сравнению амплитуды ультразвуковыхволн, прсшедших через контролируемуюи эталонную среды.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности,Поставленная цепь достигается тем,чго ультразвуковой интерферометр снабжен последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которойподключен к выходу усилитеття, ютючом,второй схемой запоминания, выход которой соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединенс выходом первой схемы эапоьинания ивторым входом вычислительного блока,а третий вход последнего соединен с выходом формирователя и вторым входомюпоча вНа фп. 1 показана блок-схема предлагаемого интерферометра; на фиг, 2 -двумя пиками, равняется приращению амплитуды резонансного пика.Вычислительный блок 11, выполненный в виде измерителя отношений постоянных напряжений, запускается сигналом формирователя 12 в промежутке между пикамиеРазность напряжений ЬО тем больше, чем меньше полоса пропускания ЬГ пьезопреобразователей и чем батыре величина Ь. Полоса пропускания пьезопреобразователей ЬГ прямо пропорциональна удельному акустическому сопротивлению С нагружакилей их исследуемой среды, а Ь - прямо пропорциональна скорости С ультразвука Ъ в среде. Таким образом, нопучаем соотношениег Ь рсу)) где р - плотность среды; К - коэффициент прсаордиональности. Учитывая общеизвестное в интерферометрни выражение дпя скорости С = 2 ЬЮ, где 6 - расстояние Между пьезопреобразоОМ ватеивщ 3 и 4, имеем=7.К 69 По этим показателям определяют искомую величину. Изобретение более простое по выполянению и позвопяет с более высокой точ-.ностью измерять плотность сред. Ультразвуковой интерферометр дпя измерения плотности, содержащий последовательно соединенные бпок настройки частоты, генератор зондируклцнх импульсов, излучающий и приемный пьезопреобразователи, усипитепь и формирователь, блок вычитания и вычислительный блок, вход которого соединен с выходом блока вычитания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышений точности, оно снабжено последовательно соединенными первой схемой запоминания, вход которой подключен к выходу усилителя, ключом, второй схемой запоминания, выход которой соединен с первым входом блою вычитания, второй вход которого соединен с выходом первой схемы запоминания и втарым входом вычислительного бпока, а третий вход последнего соеди 3 948775эгпоры напряжений в различных его точках,Ультровуковой инторферомеФр содержпт последовательно соединенные блок 1настройки частоты, генератор 2 зондируюцсих сигналов, изпучаюший 3 и приемный 4 пьезопреобразователи, установленные по торцам измерительной кюветы5, усилитель 6, схему 7 запоминания,ключ Ь, схему О запоминания, блок 10 1 овычитания, вычислительный блок 11 йформирователь 12, вход которого соеди-нен с выходом усилитепя 6, а выходсхемы 7 запоминания соединен со вторым входом блока 1 О вымютанйя и треть:им входом вычнслитепьиого блока 11.Ультразвуковой интерферометр работает оп едрюшим. образом,Частота генератора 2 изменяется подвоздействием бпока 1. В столбике иоспедуемой среды, находящемся междупьезопреобразоватепими 3 и 4 в ыовете5, возникают акустические резонансыкаждый раз, когда по длине кюветы располагается копичество попувсщн Различающееся на единицу.В моменты резонанса возрастает выходюе напряжение приемного преобразователя 4, образуя резонансный пик. Если частота приближается к реаонакснойчастоте преобразователей хо (4 ег. 2),то резонансные пики возрастают, с,"тановятсямаксимальными вблизи частоты1 о, далее Уменьшаютси. ФоРмироватепь.12, формирует из усиленного усзлителем6 сигнала преобразователем 4 импульсы,воздействуеяцие на ключ 8. Переднийфронт импульсов совпадает с теми моментами времени, когда выходное напряжение усилителя 6 превышает некотоюорую заданную величину т,е. привязан квозрастакзцей части резонансного пика.Одновременно вещ ана очередного резонансного пика запоминается первой схемой 7 запоминания, образуя напряжеще3. При приближении частоты к следую 45шему акустическому резонансу импуиьсомот формирователя 12 замыкается ключ8 на время, необходимоедля срабатывания схемы 9 запоминжия, которая, таким образом, запотиает вещчину предыдущего пика О, Аьажитуда же этогопика запоминается схемой 7, а при прибпижении частоты к следующему пикуи схемой 0 и т.д. Таким образом, схема7 запоминает величину очередного пика,схема .1 - предыдушегс, Разность напряжении 0 -= цА 1, вычисленнаяблоком 10 вычитания в промежутке между формула изобретения5 04 В 77 Ьнен с выходом формирователя и вторымвходом ипоча.У Ь ираж 887 Подпнсно аказ 5322/6 ВНИИП ППП Патент" Источники информапии,принятые во внимаще при экспертизе61. Мэзон У. Физическая акустика.Мир, 1966, т. 1, ч. А, с, 334.2, Авторское свидетельство СССРХо 748240, кл, 001 М 29/00, 1978