Ультразвуковой термометр

(19) (11) К 11/2 51) ВСЕСОЮ" РЕТЕН ЬСТВУ техни приме Р 28а Ленина п юл,рден ениях нского Лу У 1146520 тани ании У 1246542 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(71) Львовский отехнический инститкомсомола(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРМОМЕ (57) Изобретение относится ке термометрии и может найт кение при прецизионных изме температуры. Цель изобретен вьппение точности измерения туры. Импульс регулируемой ности Формируется одновибр входящим в состав схемы 23 ки Фазы и подается на вход ния фазой генератора 5 непр колебаний. Тот же импульс и емпера- лительором, станов- правлерывных иводит1 в действие схему 10 запуска принятым сигналом, с выхода которой поступает сигнал запуска формирователя 11 первого строб-импульса, а также блока 12 отсчета интервала между группами импульсов, В конце интервала выходной импульс схемы 13 запуска запускает формирователь 14 второго строб-импульса. В схемах запуска формирователей строб-импульсов 11 247685и 14 подсчитываются импульсы с выхода блока 9, а в формирователе 12 интервала - импульсы с выхода усилителя-ограничителя 17 сигнала генератора, что позволяет зафиксировать необходимую длительность и положение строб-импульсов, исключить влияние минимума амплитуды в отраженном сигнале на длительность интервала.2 з.п, ф-лы, 4 ил,30 Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение при прецизионных измерениях температуры.Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.На фиг. 1 изображена блок-схема ультразвукового термометра; на фиг, 2-4 - графики, поясняющие его 10 работу.Ультразвуковой термометр содержит резонатор 1, согласующее звено 2, линию 3 связи, магнитострикционный или пьезоэлектрический преобра зователь 4, генератор 5 непрерывных колебаний, импульсный модулятор 6, усилитель-ограничитель 7 принятого сигнала, схему 8 защиты приемного тракта, ключ 9, схему 10 запуска при нятым сигналом, формирователь 11 первого строб-импульса, формирователь 12 интервала, схему 13 запуска, формирователь 14 второго строб-импульса, схемы 15 и 16 совпадения, 25 усилитель-ограничитель 17 сигнала генератора, интегратор 18 импульсов, анзлоговое запоминающее устройство 19, схему 20 управления аналоговым запоминающим устройством, второй ключ 21, интегратор 22 сигнала расстройки, схему 23 установки фазы генератора, схему 24 управления частотомером, третью схему 25 совпадения, частотомер 26, преобразователь 27 кода частота-температура, регист-35 ратор 28.Устройство работает следующим образом.Сигнал с выхода модулятора (фиг, 2 д) в ниде синусоидального цуга (радиоимпульса, содержащего 40-50 колебаний) преобразуется в.магнитострикционном преобразователе 4 в ультразвуковые колебания, которые, распространяясь по линии связи 3, отражаются от согласующего звена 2 и резонатора 1 и через линию связи поступают вновь на преобразователь 4, преобразуются в электрические колебания и подаются на вход усилителя-ограничителя 7 (фиг. За). Во время передачи модулирующий прямоугольный импульс поступает на вход схемы 8 защиты, формирующей прямоугольный импульс большей длительности (фиг. 26), причем Ф 1 - с,( 1., где . в . минимальный интервал между концом передачи и фронтом первого отраженного сигнала. Сформированный импульс запирает приемный тракт, защищая его от перегрузки и исключая ложный запуск схем 10, 14 и 23 во время работы на передачу.Усиленный и ограниченный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 7 (фиг, Зо) поступает на ключ 9, который пропускает на свой выход тот же сигнал, но уже начиная с и-го им пульса (фиг. ЗЬ), где п=2,3, и устанавливается в процессе настройки. Это исключает возможность влияния искажений фронта сигнала, вызванных переходными процессами в магнитострикционном преобразователе, на конечный результат измерения, В частности, существование постоянной составляющей в сигнале передатчика при его несимметрии относительно нуля приводит к возникновению паразитных колебаний на резонансной час1247 сигнала с выхода ключа 21 с информацией об окончании интегрирования через схему 25 совпадения переводит по входу запуска частотомер в режим измерения частоты. Кроме того сигналУ 5 со схемы 25 поступает на вход выключения модулятора, и работа последнего прекращается. Это прерывает работу схемы установки .фазы, снижает уровень импульсных помех и повышает точ ность измерения частоты. После завершения цикла измерения частоты с частотомера (выход сигнала конца измерения) .поступает сигнал на вход включения модулятора 6, возобновляю щий его работу,685 1. Ультразвуковой термометр, со держащий резонатор, .подключенный через согласующее звено к линии связи, соединенной с преобразователем, модулятор, генератор непрерывных колебаний, усилитель-ограничитель принятого сигнала, формирователи строб-импульсов, усилитель-ограничитель сигнала генератора, две схемы совпадения, интегратор импульсов, частотомер, к которому подключен преобразователь кода с регистратором, причем вход преобразователя соединен с выходом модулятора, вход которого соединен с выходом генератора непрерывных колебаний к кото 9 35 рому подключен вход частотомера, выход преобразователя соединен с входом усилителя-ограничителя принятого сигнала, вход усилителя-ограничителя сигнала, генератора подключен к выходу генератора непрерывных колебаний, а выход - к входу одной схемы совпадения и инвертирующему входу второй схемы совпадения, к вторым входам схем совпадения подключены выходы формирователей строб-импульсов, а выходы схем совпадения соединены с прямым и инвертирующим входа 30 3. Термометр по пп. 1 и 2, о тщ л и ч а ю щ и й с я тем, что в неговведены схема управления частотомером и третья схема совпадения, входкоторой через аналоговое запоминающее устройство соединен с выходом 4 интегратора импульсов, а выход черезтретью схему совпадений подключен квходу запуска частотомера и управляющему входу модулятора. Формула изобретения 6ми интегратора импульсов, о т я .ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения температуры, в него введены ключ, схемазапуска принятым сигналом, формирователь интервала и схема установкифазы генератора, причем вход ключаподключен к выходу усилителя-ограничителя принятого сигнала, выходключа соединен с входом схемы установки фазы генератора, третьими входами совпадения, входом схемы запуска принятым сигналом и счетными входами формирователей строб-импульсов,выход схемы запуска принятым сигналом соединен с управляющими входамиодного формирователя строб-импульсови формирователя интервалов, выходкоторого через схему запуска подключен к управляющему входу второго формирователя строб-импульсов, счетныйвход формирователя интервала соединен с выхоцом усилителя-ограничителя сигнала генератора, а выход схе-.мы установки фазы генератора подключен к входу управления фазой генератора непрерывных колебаний,2. Термометр по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в него введенывторой ключ, аналоговое запоминающееустройство и интегратор сигнала расстройки, вход которого через второйключ и аналоговое запоминающее устройство соединен с выходом интегратора импульсов, а выход соединен с входом управления частотой генераторанепрерывных колебаний3тоте магнитострикционного преобразователя в начале и конце передачи, которые накладываются на фронт переданного сигнала, искажая его. Поэтому, кроме введения ключа 9, в модуляторе предусмотрена регулировка симметрии выходного сигнала.Указанный и-й импульс запускает схему 23 установки фазы генератора, которая своим импульсом регулируемой длительности (фиг, 3)привязывает фазу колебаний генератора к фазе принятого сигнала сосдвигом на 0,150,35 периода(фиг. З ). Эта автоматически обеспечивает появление положительногои отрицательного сигналов расстройки на выходе интегратора 18 при расстройке соответственно в одну или другую сторону от частоты Г, атакже в пределах погрешности Фазирования поддерживает постоянной сум.марную ппощадь первой выделяемой группы сигналов, что способствует устойчивой работе термометра. Импульс регулируемой длительностиформируется одновибратором, входя - щим в состав схемы установки Фазы, и подается на вход управления Фазойгенератора непрерывных колебаний. Тот же и-й импульс приводит. в действие схему запуска принятым сигналом 10, с выхода которой поступаютсигналы запуска (фиг. 3 е ) формирователя первого строб-импульса . (блок 11), а также блока 12 отсчета интервала между группами импульсов. В конце интервала выходной импульс (Фиг. 3 ) схемы запуска 13 запускает фор мирователь 14 второго строб-импульса. Для формирования первого и второго строб-импульсов, а также отсчета интервала между группами в блоках 11, 12 и 14 используются счетчики импульсов. В блоках 11 и 14 подсчитываются импульсы с выхода блока 9, а в блоке 12 - импульсы с выхода блока 17 (фиг. Зс). Это позволяет четко зафиксировать необходимую длительность и положение строб-импульсов, исключить выделение неполных импульсов и влияние минимума амплитуды в отраженном сигнале на длительность интервала. Запуск блока 12 может осуществляться также с блока 11 в момент окончания первого строб-импульса. Первый строб-импульс с выхода блока 11 (фиг, 3) откры 247685 4вдет схему 15 совпадения, на которую поступают также импульсы с блоков 9 и 17. Импульсы со схемы 15(фиг. Зм) поступают на интегратор 18,выходное напряжение которого пропорционально перекрытию импульсов с выходов блоков 9 и 17, На входы схемы16 совпадения подаются второй стробимпульс (Фиг, 3), импульсы с блока9, а также импульсы с блока 17 (наинвертирующий вход). С выхода схемы1 б (фиг. Зн) импульсы поступают наинвертирующий вход интегратора 18.Выходное напряжение интегратора 15 уменьшается при этом до некоторогозначения, пропорционального разностивольтсекундных площадей первой ивторой групп выделенных импульсов(фиг. Зм, н). Схема 20 управления с 20 некоторой задержкой во времени послевторого строб-импульса, поступающегос выхода блока 14, дает команду науправляющий вход аналогового запоминающего устройства 19 для запомина ния сигнала интегратора 18, которыйпоступает на сигнальный вход аналогового запоминающего устройства. Крометого, упомянутая команда поступаетна вход разрешения второго ключа, а 30 задний Фронт командного импульсаприводит в действие счетчик ключа.Использование аналогового запоминающего устройства исключает влияниедрейфа интегратора 18 на результатизмерения. Выходное напряжение аналогового запоминающего устройства поступает на сигнальный вход второгоключа 21 и интегрируется интеграто"- ром 22 в течение интервала времени, 40 фиксируемого счетом импульсов опорного генератора частотомера (можетиспользоваться отдельный стабильныйгенератор). Счет импульсов осущест"вляется счетчиком, входящим в состав 45 второго ключа. Напряжение с выходаинтегратора 22 поступает на входуправления частотой генератора непрерывных колебаний и перестраиваетего в сторону частоты 1 . На фиг. 4 50 показано изменение напряжения на выходе блока 22 при изменении температуры в зоне измерения (температурамТ и Т соответствуют частоты точнойнастройки Г, и 1,. При Г =Г. напря 255 жение на выходе аналогового запоминающего устройства 19 равно нулю исрабатывает схема управления частотомером 24, которая после поступления1247685 е Тр ставитель Ю. Андрияновхред М.Ходанич Корректор В. Синицкая Редактор Л. Веселовская аж 778о комитета ССС и открытий Раушская наб.,каз 4113/3 исное Тир ВНИИПИ Государственно по делам изобретении 113035, Москва, К(-35, изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4