SU1270581A1 - Способ измерени скорости распространени ультразвука и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости распространени  ультразвука. Целью изобретени   вл етс  повьшениё точности за счет измерени  двух частот модул ции, соответствующих максимумам прин того сигнала. В устройстве напр жение, модулированное по частоте управл емым генератором низкой частоты, с выхода управл емого генератора высокой частоты подаетс  на вход измерительной камеры, возбужда  излучатель ультразвука. Ультразвуковые колебани  на выходе измерительной камеры преобразуютс  в напр жение, которое подаетс  на измеритель девиации частоты и первый фазовый детектор , на первый вход которого поступает через первый фазовращатель на- . пр жение от первого управл емого генератора высокой частоты. Напр жение с выхода первого фазового детектора управл ет несущей частотой управл емого генератора высокой частоты. Путем ручной настройки первого фазовращател  добиваютс  максимальных показаний измерител  девиации частоты или амплитудного детектора.Сигнал, поступающий с первого выхода измерител  девиации частоты через второй фазовращатель на вход второго фазового детектора, вместе с сигналом, приi ход щим с выхода управл емого генератора низкой частоты на второй фазо (Л вый детектор, будет формировать на его выходе напр жение, которое будет с: управл ть управл емым генератором низкой частоты. Показание частотомера будет соответствовать одному из локальных максимумов зависимости девиации частоты зондирующего сигю нала от частоты V модул ции. Ручной sj настройкой управл емого генератора о ел низкой частоты можно перейти на измене1ше частоты гцк затем опреде00 лить скорость распространени  по формуле: ,)L/iЛK), где L - длина -измерительной камеры; К - целое число. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости распространения ультразвука.

Цель изобретения - повышение точности путем измерения двух частот модуляции, соответствующих максимумам отклонения частоты принятого сигнала.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ измерения скорости распространения ультразвука.

Устройство, реализующее способ измерения скорости распространения ультразвука, содержит измерительную камеру 1 с излучателем и приемником ультразвука (не показаны), управляемый генератор 2 высокой частоты, соединенный с излучателем (не показаны) , последовательно соединенные первый фазовращатель 3, вход которого соединен с выходом управляемого генератора 2 высокой частоты, и первый фазовый детектор 4, второй вход которого соединен с выходом приемника (не показан), измеритель 5 девиации частоты и частотомер 6, последовательно соединенные второй фазовращатель 7, вход которого соединен с первым выходом измерителя 5 девиации частоты и второй фазовый детектор 8, управляемый генератор 9 низкой частоты, соединенный с вторым входом второго фазового детектора 8 и первым входом управляемого генератора 2 высокой частоты, амплитудный детектор 10, соединенный с вторым выходом измерителя 5 девиации частоты, вход которого соединен с приемником (не показан), выход первого фазового детектора 4 соединен с вторым входом управляемого генератора 2 высокой частоты, выход второго фазового детектора 8 соединен с входом управляемого генератора 9 низкой частоты, а частотомер 6 соединен с выходом управляемого генератора 9 низкой частоты.

Устройство, реализующее способ измерения распространения ультразвука, работает следующим образом.

Напряжение высокой частоты, модулированное по частоте управляемым генератором 9 низкой частоты, с выхода управляемого генератора 2 высокой частоты подается на вход измерительной камеры 1, возбуждая излучатель ультразвука. Ультразвуковые колебания на выходе измерительной камеры 1 преобразуются в напряжение, которое подается на входы измерителя 5 девиации частоты и первого фазового детектора 4, на первый вход которого поступает через первый фазовращатель 3 напряжение от управляемого генератора 2 высокой частоты. Напряжение с выхода первого фазового детектора 4 управляет несущей частотой управляемого генератора 2 высокой частоты. Путем ручной настройки первого фазовращателя 3 добиваются максимальных показаний измерителя 5 девиации частоты или амплитудного детектора 10, на вход которого поступает напряжение с второго (низкочастотного) выхода измерителя 5 девиации частоты, при этом за счет сигнала отрицательной обратной связи с выхода первого фазового детектора 4 на вход управляемого генератора 2 высокой частоты несущая частота вырабатываемого им напряжения будет поддерживаться соответствующей минимальному значению крутизны фазово-частотной характеристики измерительной камеры 1. Сигнал, поступающий с первого низкочастотного выхода измерителя 5 девиации частоты через второй фазовращатель 7 на вход второго фазового детектора 8, вместе с сигналом, приходящим с выхода управляемого. генератора 9 низкой частоты на второй фазовый детектор 8, формирует на его выходе напряжение, которое управляет управляемым генератором 9 низкой частоты. Ручной настройкой второго фазовращателя 7 добиваются максимального показания амплитудного детектора 10. Показания частотомера 6 соответствуют одному из локальных максимумов зависимости девиации частоты зондирующего сигнала от частоты 9 модуляции. Ручной настройкой управляемого генератора 9 низкой частоты можно перейти на изменение частоты и затем определить скорость распространения ультразвука по Формуле:

о- (Яг ZhJ'1где L - длина измерительной камеры;

К - целые числа (1, 2, ...) .

Claims (2)

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости раснространени  ультразвука. Цель изобретени  - повышение точности путем измерени  двух частот модул ции, соответствующих максимумам отклонени  частоты прин того сигнала. На чертеже изображено устройство реализующее способ измерени  скорости распространени  ультразвука. Устройство, реализующее способ из мерени  скорости распространени  уль тразвука, содержит измерительную камеру 1 с излучателем и приемником ультразвука (не показаны), управл емый генератор 2 высокой частоты, сое диненный с излучателем (не показаны ) , последовательно соединенные пер вый фазовращатель 3, вход которого соединен с выходом управл емого генератора 2 высокой частоты, и первый фазовый детектор 4, второй вход которого соединен с выходом приемника (не показан), измеритель 5 девиа ции частоты и частотомер 6, последовательно соединенные второй фазовращатель 7, вход которого соединен с первым выходом измерител  5 девиации частоты и второй фазовый детектор 8, управл емый генератор 9 низкой частоты, соединенный с вторым входом второго фазового детектора 8 и первым входом управл емого генера тора 2 высокой частоты, амплитудный детектор 10, соединенный с вторым выходом измерител  5 девиации частоты , вход которого соединен с приемником (не показан), выход первого фазового детектора 4 соединен с -вто рым входом управл емого генератора 2 высокой частоты, выход второго фазового детектора 8 соединен с вхо дом управл емого генератора 9 низко частоты, а частотомер 6 соединен с выходом управл емого генератора 9 низкой частоты. Устройство, реализующее способ измерени  распространени  ультразвука , работает следующим образом. Напр жение высокой частоты, моду лированное по частоте управл емым генератором 9 низкой частоты, с выхода управл емого генератора 2 высо кой частоты подаетс  на вход измерительной камеры , возбужда  излучатель ультразвука. Ультразвуковые 812 колебани  на выходе измерительной камеры 1 преобразуютс  в напр жение , которое подаетс  на входы измерител  5 девиации частоты и первого фазового детектора 4, на первый вход которого поступает через первый фазовращатель 3 напр жение от управл емого генератора 2 высокой частоты. Напр жение с выхода первого фазового детектора 4 управл ет несущей частотой управл емого генератора 2 высокой частоты. Путем ручной настройки первого фазовращател  3 добиваютс  максимальных показаний измерител  5 девиации частоты или амплитудного детектора 10, на вход которого поступает напр жение с второго (низкочастотного) выхода измерител  5 девиации частоты, при этом за счет сигнала отрицательной обратной св зи с выхода первого фазового детектора 4 на вход управл емого .генератора 2 высокой частоты несуща  частота вырабатываемого им напр жени  будет поддерживатьс  соответствующей минимальному значению крутизны фазово-частотной характеристики измерительной камеры 1. Сигнал, поступающий с первого низкочастотного выхода измерител  5 девиации частоты через второй фазовраща.тель 7 на вход второго фазового детектора 8, вместе с сигналом, приход щим с выхода управл емого , генератора 9 низкой частоты на второй фазовый детектор 8, формирует на его выходе напр жение, которое управл ет управл емьм генератором 9 низкой частоты. Ручной настройкой второго фазовращател  7 добиваютс  максимального показаг-ш  амплитудного детектора 10. Показани  частотомера 6 соответствуют одному из локальных максимумов зависимости девиации частоты зондирующего сигнала от частоты 9 модул ции. Ручной настройкой управл емого генератора 9 низкой частоты можно перейти на изменение частоты V.,. и затем определить скорость распространени  ультразвука по формуле: V. ..J. ±HK где L - длина измерительной камеры; К - целые числа (l, 2, ...). Формула изобретени  1. Способ измерени  скорости распространени  ультразвука, заключающийс  в излучении в камеру определенной длины и птэиеме проход щих через нее ультразвуковых колебаний, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности, излучаем1)Ш сигнал модулируют по частоте, вьщел ют два максимальных значени  изменени  частоты прин того сигнала и измер ют частоты модул ции, соответствующие этим максимумам, по которым определ ют искомый параметр.

2. Устройство дл  измерени  скорости распространени  ультразвука, содержащее измерительную камеру с излучателем и приемником ультразвука , управл емый генератор высокой частоты, соединенный с излучателем, последовательно соединенные первый фазовращатель, вход которого соединен с выходом управл емого генератора высокой частоты, и первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом приемника, измеритель

5814

девиации частоты и частотомер, о т - л.и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено последовательно соединенными вторым фазовращателем, вход которого соединен с первым выходом измерител  девиации частоты, и вторым фазовым детектором, управл емым генератором низкой частоты, соединенным с вторым

входом второго фазового детектора и первым входом управл емого генератора высокой частоты, амплитудньгм де- тектором, соединенным с вторым выходом измерител  девиации Частоты,

вход которого соединен с приемником, выход первого фазового детектора соединен с вторым входом управл емого генератора высокой частоты, выход второго фазового детектора соединен

с входом управл емого генератора низкой частоты, а частотомер - с выходом управл емого генератора низкой частоты .