Устройство для акустического контроля параметров среды

(я)5 6 01 М 2900 ЕТЕНИЯ К АВТ й институт легенко, В.В.Клутво. СССРО. ГО ельдля ери- точГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И ОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Киевский технологическкой промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСККОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к измериной технике и может быть использованконтроля сред по фазочастотной харакстике. Цель изобретения - повышение Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля физико-механических параметров различных сред по скорости распространения ультразвуковых колебаний в широком частотном диапазоне, а именно по фазочастотной характеристике.Цель изобретения - повышение точности эа счет точного измерения разности фаз сигналов путем исключения погрешностей фазового детектора.На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временные диаграммы.Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 переменной частоты в 1, переключатель 2, к входу которого подключен генератор 3 фиксированной частоты сй, совмещенный преобразователь иэ.Я 2 1679355 А 1 ности эа счет точного измерения разности фаэ сигналов путем исключения погрешностей фазового детектора. Измеряют разность фаз между зондирующим сигналом и аналогичным ему опорным напряжением. В опорном напряжении изменяют фазовращателем фазу фиксированной частоты (одной из составляющей сигнала) до равенства нулю выпрямленной переменной составляющей измеренного сигнала о разности фаз, По значениям показаний Фазовращателя при этом строят фазочастотную характеристику, Так как компенсирующий фазовращатель работает на одной фиксированной частоте, то результат его показаний не зависит от диапазона исследуемых частот колебаний. 2 ил. излучателя 4 и приемЪика 5, двухэлектродный электроакустический приемник 6, широкополосный усилитель 7 с автоматической регулировкой усиления, фазовый детектор 8, усилитель 9 частоты переключений, синхронный детектор 10 и регистратор 11, переключатель 12, подключенный к приемнику 5, один выход которого через регулируемый фазовращатель 13 соединен с входом широкополосного усилителя 4 с автоматической регулировкой усиления, другой выход соединен с входом усилителя 14 непосредственно, Выход широкополосного усилителя 14 соединен с другим входом фазового детектора 8, управляющий вход фазовращателя 13 соединен с выходом синхронного детектора 10, управляющий вход которого соединен с управляющими входами переключателей 2, 12 и выходом делителя 15 час 1679355Г(.ты, подклсоченного к выходу генератора 3 фис(сирораиной частоты, входы регистратора 11 соединены с выходами генератора 1 переменной частоты и синхронного детектора 10 соответственно.Устройство работает следующим образом.Напряжение О 1 переменной частоты й)1с выхода генератора 1(эпсора а) и напряже- сСИЕ О 2 фИКСИрОВаННОй ЧаСТОТЫ (02 С ВЫХОДа генератора 3 (эгпора б) поступают на входы автоматического переклсочатепя 2, управляемого прямоугольным напряжением частоты й(эпсора в). На выходе автоматического переклсочателя 2 образуются пакеты напряжений О 1 и О 2, поступающие на вход излучателя 4, гсреобразующего электрические колебания в акустические, Акустссческие колебания перемесснойс 011 м фиксированной ю 2 частот при" нимасотся приемником б, преобразующим их в электрические напряжения Оз и Оссоответственно(эпсора г)Напряжения Оз и Ос нормируются по амплитуде широкополоснымм усилителем 7 с автоматической регулировкой усиления. Напряжения Ов и Ов с приемника 5 ссостус 1 асот на автоматический переключатель 12, управляемый напряжением О (.Напряжение сА дополнительно сдвигают по фазе на величину Ьр с помощью управляемого фазовращателя 13, Напряжение О 5 и напряжение От с выхода фаэовращателя 13 поочередно поступасот сса вход широкополосного усилителя 14 с автоматической регулировкой усслления (эпюра д), Выходйьсе напряжения усилителей 7 и 14 одинаковых амплитуд поступают на входы фазового детектооа 8, выполненного на основе перемножасощей схемы, Работа фазового детектора 8, перемножасощего входные напряжения, основана на следусощем тригонометрическом урав, сении:соэ в 1соз(в с + р) = К 1 соэ(2 а ( + +р) + К 2 соэ р,где К 1 и К 2 - масштабные коэффициенты,Б резуль.гате перемножения входныхсипсалов выходное напряжение детектора 8 состоит иэ двух составлясощих, переменного напряжения удвоенной частоты и постоянного, С помощью сглаживающей емкости, входчщей в состав нагрузки фазового детектора 8, выделяется постоянное напряжение, пропорциональное совр, Таким образом, на выходе фазового детектора 8 в один полупериод переключения Йбудет присутствовать постоянное напряжение Ов, а в другой - Оэ(эпсора е). При этом переменная составляющая частоты Й выходного напряжения фазового детектора 8 будет равна Осо=. К 5Ов-Оэх, Переменная составляющая О 1 о вы 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 деляется и усиливается усилителем 9 частоты переключений Й, выходное напряжение которого представлено на эпюре ж. Переменное напряжение частоты переключений Й поступает на сигнальный вход синхронного детектора 10, на управляющий вход которого поступает напряжение О.Г 1,Синхронный детектор 10 выгсрямляет ссапряжение Осо, При этом на выходе синхронного детектора 10 образуется постоянное напряжение Ос.д., которое воздействует на вход управляемого фазовращателя 13 и регулирует его до исчезновения напряжения Ос,дПри этом частотные изменения фазы акустических колебаний в диапазоне изменения гсеременной частоты в 1 определяются по регистрируемым изменениям фазы электрического напряжения фиксированной частоты ю 2, вносимых регулируемым фазовращателем 13. Благодаря тому, что фазовращатель 13 работает на одной фиксированной частоте, частотные изменения фазы зондирующих акустических колебаний переменной частоты в 1 регистрирусотся с высокой точностью в широком частотном диапазоне.Формула изобретения Устройство для акустического контроля параметров среды, содержащее первый переключатель, соединенные с его входами генератор фиксированной частоты и генератор переменной частоты, излучатель, подклсоченный к выходу первого переключателя, первый приемник, совмещенный с излучателем, второй приемник, делитель частоты, первый широкополосный усилитель, усилитель частоты переключений и синхронный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оно снабжено последовательно соединенными вторым широкополосным усилителем, вход которого подключен к выходу второго приемника, и фазовым детектором, выхбд которого связан с входом усилителя частоты переключений, вторым переключателем, вход которого соединен с выходом первого приемника, и фазовращателем, включенным между первым выходом второго переключателя и входом первого широкополосного усилителя, подключенного выходом к второму входу фазового детектора, второй выход второго переключателя подклсочен к входу первого широкополосного усилителя, синхронный детектор включен между выходом усилителя частоты переклсочений и управляющим входом фазовращателя, а делитель частоты включен между выходом генератора фиксированной частоты и управляющими входами переключателей и синхронного детектора.иг а иГ и 70 и Составитель Л. Кондрыкинска Техред М,Моргентал К ор А.Осауле дактор О.Стенин аказ 3208 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 мбинат "Патент", г. Ужгород; ул. Гагарина, 1 П ственно-издательскии