SU1704061A1 - Device for automatically recording liquid media parameters - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике, предназначенной дл  автоматического измерени  скорости распространени  и коэффициента поглощени  .продольных волн в жидких средах, и может быть использовано при экспериментальном исследовании быстропротекающих нерэв- новесных релаксационных процессов, а также дл  контрол  и определени  физико-химических параметров жидких сред при воздействии различных внешних факторов в технологических процессах. Цель изобретени  - повышение точности и экспрессности за счёт использовани  вычислительной техники. Измерение скорости распространени  и коэффициента поглощени  продольных волн в жидких средах осуществл етс  одновременно на нескольких частотах зондирующих, колебаний при непрерывном изменении величины Јкустиче- ской базы в едином акустическом тракте с помощью электронно-вычислительного блока по специально разработанной программе . Относительна  ошибка измерени  скорости распространени  и коэффициента поглощени  составл ет, соответственно , и 1,, 1 з.п. ф-лы. 1 ил. ЁThe invention relates to an ultrasound technique designed to automatically measure the propagation velocity and absorption coefficient of longitudinal waves in liquid media, and can be used in an experimental study of fast-flowing, non-equilibrium relaxation processes, as well as to monitor and determine the physicochemical parameters of liquid media when exposed various external factors in technological processes. The purpose of the invention is to improve the accuracy and expressivity through the use of computer technology. The measurement of the propagation velocity and the absorption coefficient of longitudinal waves in liquid media is carried out simultaneously at several probing frequencies, oscillations with a continuous change in the value of the acoustic base in a single acoustic path using an electronic computing unit according to a specially designed program. The relative measurement error of the propagation velocity and absorption coefficient is, respectively, 1 ,, 1 Cp. f-ly. 1 il. Yo

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике, предназначенной дл  автоматического измерени  скорости распространени  и коэффициента поглощени  продольных волн в жидких средах одно- временно на нескольких частотах в диапазоне частот 10-150 МГц и может быть использовано в научно-исследовательских и заводских лаборатори х дл  экспериментального исследовани  быстропротекающих неравновесных релаксационных процессов, а также дл  контрол  и определени  физико-химических параметров жидких сред при воздействии различных внешних факторов в технологических процессах .The invention relates to an ultrasound technique for automatically measuring the propagation velocity and the absorption coefficient of longitudinal waves in liquid media simultaneously at several frequencies in the frequency range 10-150 MHz and can be used in research and production laboratories for the experimental study of fast non-equilibrium relaxation processes, as well as for monitoring and determining the physico-chemical parameters of liquid media when exposed to various external factors s in industrial processes.

Известно устройство дл  автоматической записи изменений скорости ультразвука , содержащее генератор высокой частоты, управл ющий вход которого подключен к синхронизатору, а выход - к измерительной камере с образцом и электромеханическими преобразовател ми, два канала формировани  импульсов запуска и сброса.A device for automatically recording changes in the speed of ultrasound, comprising a high-frequency generator, a control input of which is connected to a synchronizer, and an output to a measuring chamber with a sample and electromechanical transducers, two channels for generating start and reset pulses, is known.

VIVI

ОABOUT

J о оJ o o

преобразовател  врем -амплитуда, выход которого через пиковый вольтметр подключен к регистрирующему прибору (см. авт. св. №526811. кл. G 01 N 29/00, 1967).time converter is an amplitude, the output of which is connected to a recording device through a peak voltmeter (see auth. St. No. 526811.cl. G 01 N 29/00, 1967).

Известно также устройство дл  одновременного измерени  скорости и коэффициента поглощени  ультразвука, содержащее генератор высокой частоты, измерительную камеру переменной длины с исследуемой жидкостью, снабженную двум  пьезопреобразовател ми, укрепленными на буферных стержн х и отражателем ультразвука, два усилител , сумматор и регистрирующее устройство (см. авт. св. tsk 1392498, кл. G 01 N 29/04, 1988).It is also known a device for simultaneous measurement of the speed and absorption coefficient of ultrasound, comprising a high-frequency generator, a measuring chamber of variable length with the test liquid, equipped with two piezo transducers mounted on buffer rods and an ultrasound reflector, two amplifiers, an adder and a recording device (see St. tsk 1392498, CL G 01 N 29/04, 1988).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  автоматической регистрации ультразвуковых параметров конденсированных материалов , содержащее последовательно соединенные генератор логарифмический модул тор, измерительную камеру с исследуемой жидкостью, снабженную пьезоэлектрическим излучателем и приемником ультразвука, усилитель, к выходу которого подключен первый вход сумматора и детектор с задержкой, выходом подключенный через усилитель посто нного тока к управл ющему входу логарифмического модул тора и первому регистрирующему прибору, второй вход сумматора подключен к выходу генератора, а выход через детектор - к второму регистрирующему прибору (см. за вку Nk 4473342/28, решение о выдаче авт. ев от 27.02.89). iThe closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a device for automatic recording of ultrasonic parameters of condensed materials, containing a log-modulator connected in series to a generator, a measuring chamber with a liquid under test, equipped with a piezoelectric emitter and ultrasound receiver, an amplifier whose output is connected first adder input and delayed detector, output connected via a constant-current amplifier and to the control input of the logarithmic modulator and the first recording device, the second input of the adder is connected to the output of the generator, and the output through the detector to the second recording device (see application Nk 4473342/28, the decision to issue buses from 27.02.89 ). i

Недостатками известного устройства, прин того за прототип,  вл етс  невысока  точность и больша  продолжительность измерений частотной зависимости акустических параметров. Перечисленные недостатки обусловлены тем. что устройство содержит только один акусто-электрон- ный тракт, который позвол ет проводить измерени  в данный момент времени только на одной частоте. Измерени  на других частотах осуществл ютс  путем перестройки электронного таракта на соответсть;- LLV.е - астоты. Этот процесс занимает достаточно продолжительный промежуток времени, затрачиваемый на перестройку ге- ераторэ и усилител  на требуемую частоту i- проведение измерений на каждой частоте Б отдельности. При этом возникает дополнительна  погрешность, обусловпенна . во- первых, невозможностью обеспечени  абсолютно одинаковых амплитудно-частотных характеристик электронного тракта на разных частотах, во-вторых, абсолютной поThe disadvantages of the known device, adopted for the prototype, is the low accuracy and long duration of measurements of the frequency dependence of the acoustic parameters. These disadvantages are due to the fact. that the device contains only one acousto-electron path, which allows measurements at a given time only at one frequency. Measurements at other frequencies are made by rearranging the electron tract to match; - LLV.e - asthoty. This process takes a sufficiently long period of time, spent on restructuring the het erator and the amplifier at the required frequency i, taking measurements at each frequency B separately. In this case, an additional error arises, which is conditional. firstly, the impossibility of providing absolutely identical amplitude-frequency characteristics of the electronic path at different frequencies, secondly, absolute

00

5five

00

5five

00

5five

00

грешностью установлени  акустической Ьа- зы дл  каждой частоты и, в-третьих, изменением температурного пол  в обьекте при продолжительной процедуре измерени .the failure to establish an acoustic band for each frequency and, thirdly, a change in the temperature field in the object during a prolonged measurement procedure.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

В соответствии с изобретением указанна  цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор синусоидальных колебаний, логарифмический модул тор, размещаемые в измерительной камере излучающий и приемный преобразователи ультразвука, снабжено первым и вторым формировател ми строб-импульсов, коммутатором напр жени , электромеханической системой автоматического перемещени  и синхронизирующим измерителем перемещени , генератор синусоидальных колебаний выполнен в виде N-канального блока из поочередно включаемых импульс- но-модулированных генераторов с частотами , соответствующими частотам гармоник пьезопреобразователей, усилитель выполнен в виде N частотно-избирательных блоков , соответствующих частотам генератора, пиковый детектор выполнен в виде М-ка- нального блока детекторов с задержкой, регистратор выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразовател  и электронно-вычислительного блока,приемный преобразователь ультразвука установлен с возможностью перемещени  и механически соединен с электромеханической системой автоматического перемещени  и с СИНХРОНИЗИОУЮШИМ измерителем перемещени , выход которого подключен куправл ющим входам второго формировател  строб-импульсов и первого формировател  строб-импульсов, подсоединенного выходами к управл ющим входам генератора -. лдальных колебаний, коммутатор напр жени  подключен первыми входами к выходам пикового детектора, вторыми входами к выходам второго формировател  строб-импульсов, а выходом к входу регистратора и управл ющему входу логарифмического модул тора.In accordance with the invention, said object is achieved in that a device comprising a series of electro-acoustically connected generator of sinusoidal oscillations, a logarithmic modulator, emitting and receiving ultrasound transducers in the measuring chamber, is equipped with a first and second strobe pulse formers, a voltage switch, an electromechanical system automatic displacement and synchronization displacement meter, the generator of sinusoidal oscillations is made in the form of an N-channel of the alternately switched on pulse-modulated oscillators with frequencies corresponding to the harmonic frequencies of the piezoelectric transducers; in the form of serially connected analog-digital converter and electronic computing unit, the receiving ultrasound transducer is installed with the possibility of movement and mechanical It is connected to an electromechanical automatic displacement system and to a SYNCHRONIZED displacement meter, the output of which is connected to the control inputs of the second strobe pulse former and the first strobe pulse generator connected to the control inputs of the generator. Odal oscillations, the voltage switch is connected by the first inputs to the outputs of the peak detector, the second inputs to the outputs of the second strobe pulse generator, and the output to the recorder input and the control input of the logarithmic modulator.

В предпочтительном варианте выполнени  устройства синхронизирующий измеритель перемещени  выполнен в виде растрового фотоэлектрического блока, состо щего из последовательно соединенных источника света, растрового преобразовател  и фотоприемника.In a preferred embodiment of the device, the synchronization displacement meter is made in the form of a raster photovoltaic block consisting of a series-connected light source, a raster transducer and a photodetector.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит электромеханическую систему 1 автоматического перемещени  приемного пъезопреобразовател  2 ультразвука, механически св занную с синхронизирующим измерителем 3 перемещени , второй 4 и первый 5 формирователи строб-импульсов, входы которых подключены к выходу синхронизирующего измерител  3 перемещений. Выходы первого формировател  5 строб-импульсов подключены к управл ющим входам генератора 6 синусоидальных колебаний, выполненного в виде N-канального блока поочередно включаемых импульсно-модулируемых генераторов с частотами, соответствующими частотам нечетных гармоник пьезопреобра- зователей. Выходы генератора 6 синусоидальных колебаний включены параллельно к входу логарифмического модул тора 7, подключенного своим выходом к излучающему пьезопреобразователю 8 измерительной камеры 9.The device contains an electromechanical system 1 for automatically moving an ultrasonic transducer 2 of the ultrasound transducer mechanically connected with a synchronization meter 3, a second 4 and a first 5 strobe pulse formers, the inputs of which are connected to the output of the synchronizing meter 3 displacements. The outputs of the first strobe pulse shaper 5 are connected to the control inputs of a sinusoidal oscillator 6, made in the form of an N-channel unit of alternately switched on pulse-modulated oscillators with frequencies corresponding to the frequencies of odd harmonics of piezo transducers. The outputs of the generator 6 sinusoidal oscillations are connected in parallel to the input of the logarithmic modulator 7, connected by its output to the radiating piezoelectric transducer 8 of the measuring chamber 9.

Приемный пьезопреобразоеатель 2 подключен к входу усилител  10, выполненного в виде N частотно-избирательных блоков , соответствующих частотам генератора 6, и своими .выходами соединенного с соответствующими входами пикового детектора 11, выполненного в виде N-канального блока детекторов с задержкой. Выходы пикового детектора 11 подключены к первым входам коммутатора 12 напр жени , вторые входы которого соединены с выходами второго формировател  4 строб-импульсов. Общий выход коммутатора 12 напр жени  подключен к управл ющему входу логарифмического модул тора 7 и входу последовательно св занных аналого-цифрового преобразовател  13 и электронно-вычислительной машины (ЭВМ) 14.Piezo transceiver 2 is connected to the input of amplifier 10, made in the form of N frequency-selective blocks, corresponding to the frequencies of the generator 6, and its outputs connected to the corresponding inputs of the peak detector 11, made in the form of a N-channel detector unit with a delay. The outputs of the peak detector 11 are connected to the first inputs of the voltage switch 12, the second inputs of which are connected to the outputs of the second driver 4 strobe pulses. The common output of the voltage switch 12 is connected to the control input of the logarithmic modulator 7 and the input of the serially connected analog-digital converter 13 and the electronic computer (computer) 14.

В предпочтительной форме выполнени  устройства синхронизирующий измеритель 3 перемещени  выполнен в виде растрового фотоэлектрического блока, состо щего из последовательно соединенных источника света, растрового преобразовател  и фото- приемника и выполн ет две функции - измерител  акустической базы и общего синхронизатора импульсов.In the preferred form of the device, the synchronization displacement meter 3 is made in the form of a raster photovoltaic block consisting of a series-connected light source, a raster transducer and a photo-receiver and performs two functions — the acoustic base meter and the general pulse synchronizer.

Используема  в данном устройстве электромеханическа  система автоматического перемещени  приемного пъезопреобразовател  1 выполнена по типовой схеме и образована раверсивным электродвигате- 1ем, ось которого через черв чный редуктор л соединение винт-гайка (на чертеже не унарна ) св зана с подвижным держателем триемного пъезопреобразовател . Последний совершает возвратно-поступательные теремещени , при этом компланарность и :оосность приемного 2 и излучающего 8The electromechanical system for automatic movement of the receiving piezotransducer 1 used in this device is made according to a typical scheme and is formed by a reversible electric motor, the axis of which through a worm gear l screw-nut connection (not unary in the drawing) is connected to a movable holder of the triyem transducer. The latter performs reciprocating displacements, with complanarity and: the receiving 2 and radiating 8

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

пъезопреобразоеателей ультразь а мс па- рушаетс .ultrasonic transducers and ms are disrupted.

Используема  в данном устройстве измерительна  камера 9 снабжена юстировоч- но-микрометричёским механизмом (на чертеже не указана), необходимым дл  установлени  пъезопреобразователей соосно во взаимно-параллельных плоскост х.The measuring chamber 9 used in this device is equipped with an adjustment-micrometric mechanism (not indicated in the drawing) necessary for the installation of piezo transducers coaxially in mutually parallel planes.

Используемый в устройстве логарифмический модул тор 7 представл ет собой управл емый амплитудный модул тор синусоидальных : колебаний с экспоненциальной зависимостью коэффициента усилени  от амплитуды управл ющего напр жени . рбраЗова н ный широкополосным нелинейный усилителем, работающим в ждущем режиме (см. 2). Роль нелинейных элементов выполн ют высокочастотные транзисторы. рабоча  точка которых выбрана так, чтобы обеспечить экспоненциальную зависимость коэффициента усилени  на базе транзистора.The logarithm modulator 7 used in the device is a controlled amplitude modulator of sinusoidal: oscillations with an exponential dependence of the gain on the amplitude of the control voltage. A broadband nonlinear amplifier operating in standby mode (see 2). The role of non-linear elements is performed by high-frequency transistors. the operating point of which is chosen so as to ensure the exponential dependence of the gain on the basis of the transistor.

В качестве синхронизирующего измерител  3 перемещени  используетс  стандартный растрЬ в ый фотоэлектрический блок 3, образованный источником света, растровым преобразующим звеном и фото- приемником1. Синхронизирующий измеритель перемещени  смонтирован на неподвижной лчасти акустической камеры и механически св зан с подвижным приемным пъезопреобразрвателем 2 ультразвука.A standard raster into a photovoltaic unit 3, formed by a light source, a raster transducer link and a photoreceiver1, is used as a synchronizing displacement meter 3. A synchronization movement meter is mounted on the fixed part of the acoustic chamber and mechanically coupled with the mobile ultrasonic transducer 2.

ИсполЈз5ём$е нНон стр ой твёUsing $ e nNon the st

„ - -V- . „- -V-.

электронные рлокиУ первый и второй формирователи строб-импульсов,, генераторelectronic ralokiU the first and second strobe pulse shaper ,, generator

синусоидальных колебаний, усилитель, детектор и коммутатор напр жени  выполнены по типовым схемам на стандартных полупроводниковых транзисторах и интегральных аналоговых микросхемах.sinusoidal oscillations, an amplifier, a detector and a voltage switchboard are made according to standard schemes on standard semiconductor transistors and integrated analog microcircuits.

Используемый в данном устройстве первый формирователь 5 строб-импульсов формирует п ть равноотсто щих друг от друга пр моугольных импульсов длительностью мкс,каждый из которых подаетс  на вход соответствующего канала генератора б синусоидальных колебаний дл  автономной импульсной модул ции.The first strobe pulse shaper 5 used in this device generates five equally spaced rectangular pulses of duration μs, each of which is fed to the input of the corresponding channel of the generator of sinusoidal oscillations for autonomous pulse modulation.

Используемый в данном устройстве второй формирователь 4 строб-импульсов формирует п ть равноотсто щих друг от друга пр моугольных импульсов длительностью мкс. которые подаютс  на вторые входы коммутатора напр жени . Коммутатор вырабатывает в течение действи  каждого широкого строб-импульса соответствующее управл ющее напр жение, подаваемое на управл ющий вход логариф- мического модул тора 7 и аналого-цифро- вой преобразователь 13. Введение второгоThe second strobe pulse shaper 4 used in this device generates five square pulses equally spaced from each other with a duration of microseconds. which are supplied to the second inputs of the voltage switch. The switch produces during the operation of each wide strobe pulse a corresponding control voltage applied to the control input of the logarithmic modulator 7 and analog-to-digital converter 13. Introduction of the second

формировател  4 строб-импульсов обусловлено необходимостью обеспечени  нор- мальной работы аналого-цифрового преобразовател  13, так как известно, что врем  счета аналогового сигнала составл ет приблизительно мкс.the strobe pulse generator 4 is caused by the need to ensure the normal operation of the analog-digital converter 13, since it is known that the counting time of the analog signal is approximately μs.

Таким образом длительность управл ющих импульсов с выхода коммутатора 12, а следовательно, и длительность широких строб-импульсов должна удовлетвор ть условию Тш to. Кроме того широкие управл ющие импульсы с выхода коммутатора 12 обеспечивают устойчивую с минимальными фазочастотными искажени ми радиоимпульсов работу логарифмического модул тора 7.Thus, the duration of the control pulses from the output of the switch 12, and hence the duration of the wide strobe pulses, must satisfy the condition Tm to. In addition, the wide control pulses from the output of the switch 12 ensure stable operation of the logarithmic modulator 7 with minimal phase-frequency distortions of the radio pulses.

Число каналов генератора 6 синусоидальных колебаний и соответствующих ему электронных блоков (4, 5, 10, 11,12) определ етс  числом используемых нечетных гармоник пъезопреобразователей 2 и 8 ультразвука. Ввиду того, что ультразвуковые параметры удобно анализировать в логарифмическом масштабе от частоты, удобно выбрать те нечетные гармоники пъезопреобразователей , которые в первом приближении равно отсто т друг от друга на логарифмической шкале частот. Дл  пъезоп- реобразовател  с основной резонансной частотой МГц такими гармониками будут , 50, 90 и 150 МГц. Набора этих частот вполне достаточно дл  анализа частотной зависимости ультразвуковых параметров жидких сред. Ультразвуковые волны, соответствующие нечетным гармоникам, лежащим выше частоты 150 МГц, сильно поглощаютс , и, следовательно, использование нечетных гармоник выше 150 МГц будет ограничиватьс  в предлагаемом устройстве динамическим диапазоном электронных блоков (7, 10, 11). Таким образом оптимальное число частот, необходимое дл  акустической спектроскопии исследуемых кидких сред и построени  графиков зависимости ультразвуковых параметров, равно п ти.The number of generator channels 6 sinusoidal oscillations and the corresponding electronic units (4, 5, 10, 11, 12) is determined by the number of odd harmonics of ultrasonic transducers 2 and 8 used. Since it is convenient to analyze ultrasound parameters on a logarithmic scale versus frequency, it is convenient to select those odd harmonics of piezoelectric transducers, which in the first approximation are equally spaced on a logarithmic frequency scale. For a piezoelectric converter with a fundamental resonance frequency of MHz, such harmonics will be 50, 90, and 150 MHz. The set of these frequencies is quite sufficient for analyzing the frequency dependence of ultrasonic parameters of liquid media. Ultrasonic waves corresponding to odd harmonics lying above a frequency of 150 MHz are strongly absorbed, and therefore the use of odd harmonics above 150 MHz will be limited in the proposed device to the dynamic range of electronic units (7, 10, 11). Thus, the optimal number of frequencies required for acoustic spectroscopy of the studied kidki media and plotting the dependence of ultrasonic parameters is five.

Устройство работает слелующим образом .The device works as follows.

С помощью запускающего сигнала с ЭВМ 14 или ручным способом замыкаетс  цепь электропривода электромеханической системы 1 автоматического перемещени  приемного пъезопреобразовател  2.Using a triggering signal from a computer 14 or manually, the circuit of the electric drive of the electromechanical system 1 of automatic movement of the receiving piezo-converter 2 is closed.

Акустическа  база-рассто ние между приемным 2 и излучающим 8 пъезопреобра- зовател ми равномерно увеличиваетс  от нулевого значени . Величина изменени  акустической базы регистрируетс  синхронизирующим измерителем 3 перемещени . который вырабатывает одиночные синхро0The acoustic base-distance between the receiving 2 and the radiating 8 piezo transducers increases uniformly from zero. The magnitude of the change in the acoustic base is recorded by a synchronization meter 3 of movement. which produces single sync0

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

импульсы через равные интервалы изменени  акустической базы м. Линейна  скорость линейного перемещени  приемного пъезопреобразовател  устанавливаетс  так, чтобы синхроимпульсы следовали с периодом пор дка 2 с. приpulses at equal intervals of change of the acoustic base. The linear velocity of the receiving piezotransducer is set so that the sync pulses follow with a period of about 2 s. at

скважности (TQ- длительность син- 1 оduty cycle (TQ- duration of syn- 1 o

хроимпульсов). Сформированные таким образом синхроимпульсы подаютс  на входы первого и второго формирователей 4 и 5 строб-импульсов. Формирователь 4 строб- импульсов вырабатывает последовательность равноотсто щих пр моугольных импульсов длительностью мкс, дел щих период на п ть равных временных интервалов величиной мкс. Формирователь 5 строб-импульсов вырабатывает последовательность равноотсто щих пр моугольных импульсов длительностью мкс, также дел щих период на п ть равных временных интервалов. Каждый из таких строб-импульсов формировател  5 со своего конкретного выхода подаетс  на соответствующий управл ющий вход генератора 6 синусоидальных колебаний 6, который вырабатывает п ть равноотсто щих на мкс радиосигналов длительностью мкс, имеющих различное частотное заполнение , соответствующее частотам нечетных гармоник приемного 2 и излучающего 8 пъезопреобразователей.pulse). The sync pulses thus generated are fed to the inputs of the first and second gate drivers 4 and 5 of the gate pulses. The 4 strobe pulse shaper produces a sequence of equally spaced square pulses of duration μs, dividing the period into five equal time intervals of μs. The strobe pulse shaper 5 generates a sequence of equally spaced square pulses of duration μs, also dividing the period into five equal time intervals. Each of these strobe pulses of the generator 5 from its specific output is fed to the corresponding control input of the generator 6 sinusoidal oscillations 6, which produces five equally spaced radio signals for the microseconds of the ms, having different frequency filling corresponding to the frequencies of the odd harmonics of the receiving 2 and radiating 8 piezoelectric transducers.

Полученна  последовательность равных по амплитуде и различного частотного заполнени  радиосигналов с общего выхода генератора 6 синусоидальных колебаний -поступает на вход логарифмического модул тора 7. С выхода логарифмического модул тора 7 последовательность усиленных по определенному закону радиосигналов различной амплитуды подаетс  на излучающий пъезопрегбразователь 8 измерительной камеры 9. Амплитуда этих зондирующих радиосигналов на входе пъезопреобразовател  8 определ етс  величиной управл ющего напр жени  Uynp подаваемого на управл ющий вход логарифмического модул тора 7 с общего выхода коммутатора 12 напр жени . Излучающий пъезопреобразоеатель 8 преобразует последовательность п ти электрических радиосигналов в последовательность п ти акустических импульсов соответствующих частот. Распростран  сь в исследуемой жидкости, акустичел -.ие цм- пульсы испытывают многократные отражени  от излучающего 8 и приемного 2 , пъезопреобразователей. Многократно отра- женные акустические импульсы преобразу- ютс  приемным пъезопреобрззователем 2 вThe resulting sequence of equal amplitude and different frequency filling of radio signals from the general output of the generator 6 sinusoidal oscillations is fed to the input of the logarithmic modulator 7. From the output of the logarithmic modulator 7, the sequence of amplified radio signals of various amplitude is transmitted to the radiating device 8 measuring device, which is amplified by a certain law. These probing radio signals at the input of the piezoelectric converter 8 are determined by the magnitude of the control voltage Uynp wired to the control input of the logarithmic modulator 7 from the common output of the switch 12 voltage. Radiating transducer 8 converts a sequence of five electrical radio signals into a sequence of five acoustic pulses of corresponding frequencies. Spreading in the test liquid, acoustic pulses experience multiple reflections from the radiating 8 and receiving 2, piezoelectric transducers. Repeatedly reflected acoustic pulses are converted by receiver piezo transducer 2 into

п ть серий электрических э с-сигналов с различным частотным заполнением, соответствующим нечетным гармоникам пъезоп- реобразователей 2 и 8. Последовательность серий электрических эхо-сигналов поступает на вход усилител  10. Усилитель 10 своими соответствующими частотно-избирательными блоками селектирует и поочередно усиливает по напр жению каждую из серий эхо-сигналов, которые затем с раздельных выходов усилител  10 поступают на соответствующие входы пикового детектора 11. Пиковый детектор 11, выполненный в виде N-канального блока детекторов с задержкой , детектирует поступающие на него серии эхо-сигналов таким образом, чтобы на выходе каждого канала выдел лось посто нное напр жение, амплитуда которого определ етс  величиной превышени  уровн  входного сигнала над некоторым пороговым значением А0. С выходов пикового детектора 11 сформированные посто нные напр жени , пропорциональные амплитудам эхо-сигналов соответствующих частот, подаютс  на первые входы коммутатора 12 напр жений, на вторые входы которого поступают широкие строб-импульсы с соответствующих выходов второго формировател  4 строб-импульсов. На общем выходе коммутатора 12 напр жени  выдел етс  последовательность п ти управл ющих импульсов длительностью мкс с амплитудами, пропорциональными величинам посто нных напр жений на выходах пикового детектора 11.Эта последовательность подаетс  на управл ющий вход логарифмического модул тора 7, а также на вход аналого-цифрового преобразовател  13, работающего в ждущем режиме . На выходе логарифмического модул тора 7 выдел етс  последовательность радиоимпульсов разного частотного заполнени  с амплитудами, обратно пропорциональными амплитудам управл ющих импульсов. При увеличении акустической базы амплитуда акустических импульсов на приемном пъезопреоб- разователе 2 будет экспоненциально падать вследствие поглощени  ультразвуковых волн в жидкой среде. Это приводит к уменьшению амплитуды управл ющих импульсов на выходе коммутатора 12 напр жени  и, следовательно, к увеличению амплитуд зондирующих импульсов на выходе логарифмического модул тора 7, и соответственно на излучающем пъезопре- образователе 8. Устройство работает таким образом, что при изменении акустической базы амплитуда акустических импульсов на приемном пъезопреобразователе 2 остаетс  практически посто нной с точностью до малой величины . где А0 - амплитуда акустического импульса на приемном пъезопреобразователе 2 при нулевой базе. При этом динамика изменени  амплитуды управл ющих импульсов на выходе коммутатора 12 напр жени  несет полную информацию как о скорости С. так и о коэффициенте поглощени  а ультразвука на различных частотах. Аналого-цифровой преобразователь 13 преобразует последовательность управл ющих импульсов в последовательность цифрового кода, котора  поступает на электронно-вычислительную машину 14 и обрабатываетс  по заданной программе. Результатом обработки управл ющих импульсов при линейном автоматическом перемещении приемного пъезопреобразовател  : 2  вл етс  выдача Five series of electric e-s-signals with different frequency filling corresponding to odd harmonics of piezoelectric transducers 2 and 8. The sequence of series of electric echo-signals arrives at the input of amplifier 10. Amplifier 10 selects and alternates voltage amplifiers with its corresponding frequency-selective blocks each of the series of echo signals, which then from the separate outputs of the amplifier 10 arrive at the corresponding inputs of the peak detector 11. The peak detector 11, made in the form of an N-channel detection unit The delayed detectors detect the series of echo signals arriving at it in such a way that a constant voltage is produced at the output of each channel, the amplitude of which is determined by the value of the input signal level exceeding a certain threshold value A0. From the outputs of the peak detector 11, the generated DC voltages proportional to the amplitudes of the echo signals of the respective frequencies are fed to the first inputs of the voltage switch 12, the second inputs of which receive wide strobe pulses from the corresponding outputs of the second driver 4 of the strobe pulses. At the common output of the switch 12, the voltage is allocated a sequence of five control pulses of duration μs with amplitudes proportional to the values of the DC voltages at the outputs of the peak detector 11. This sequence is fed to the control input of the logarithmic modulator 7, as well as to the analog input digital converter 13 operating in standby mode. At the output of the logarithmic modulator 7, a sequence of radio pulses of different frequency filling with amplitudes inversely proportional to the amplitudes of the control pulses is separated. With an increase in the acoustic base, the amplitude of the acoustic pulses on the receiving transducer 2 will exponentially decrease due to the absorption of ultrasonic waves in a liquid medium. This leads to a decrease in the amplitude of the control pulses at the output of the voltage switch 12 and, consequently, to an increase in the amplitudes of the probe pulses at the output of the logarithmic modulator 7, and accordingly on the radiating piezoelectric transducer 8. The device operates in such a way that when the acoustic base changes, the amplitude the acoustic pulses on the receiving piezotransducer 2 remain almost constant to the accuracy of a small value. where A0 is the amplitude of the acoustic pulse on the receiving piezoelectric transducer 2 at zero base. At the same time, the dynamics of changes in the amplitude of the control pulses at the output of the voltage switch 12 carries full information both about the speed C. and about the absorption coefficient of ultrasound at various frequencies. Analog-to-digital converter 13 converts a sequence of control pulses into a sequence of a digital code, which is fed to an electronic computer 14 and processed according to a predetermined program. The result of processing the control pulses during linear automatic movement of the receiving piezoelectric converter: 2 is the output

0 данных с ЭВМ 14 по скорости С и коэффициенту поглощени  а ультразвука, соответствующих частотам нечетных грамоник пьезойреобразователей 2 и 8.0 data from the computer 14 on the speed C and the absorption coefficient of ultrasound, corresponding to the frequencies of the odd grammonics of the piezo transducers 2 and 8.

Измер емые ультразвуковые парамет5 ры: коэффициент поглощени  а и скорость ультразвука С в исследуемой жидкости легко рассчитать из анализа динамики изменени  амплитуды управл ющих импульсов с выхода коммутатора 12 напр жени  приMeasured ultrasonic parameters: the absorption coefficient a and the speed of ultrasound C in the liquid under study can be easily calculated from an analysis of the dynamics of changes in the amplitude of control pulses from the output of a voltage switch 12 at

0 увеличении акустической базы. Коэффициент усилени  / логарифмического модул тора 7 экспоненциально зависит от амплитуды управл ющих импульсов Uynp в некоторой области его изменени 0 increase the acoustic base. The gain / logarithmic modulator 7 exponentially depends on the amplitude of the control pulses Uynp in a certain area of its change

-aNUynp-aNUynp

5five

-Д N.-D N.

(1)(one)

где /Зо коэффициент усилени  на линей- ном участке усилительного элемента (транзистора ); а - некоторый параметр транзистора; N - число усилительных каскадов . Если на вход логарифмического моду- л тора 7 с выхода генератора 6 синусоидальных колебаний подать сигнал .sin (ш I + $, то напр жение на выходе модул тора 7 выразитс  уравнением:where / Zo is the gain on the linear section of the amplifying element (transistor); and - some parameter of the transistor; N is the number of amplifier stages. If the input of the logarithmic modulator 7 from the output of the generator 6 of sinusoidal oscillations gives a signal .sin (w I + $), then the voltage at the output of the modulator 7 will be expressed by the equation:

,. -aNUynp, -aNUynp

ивых-ивхро е АВЫХ эп (ш1 + р).willow-wihro e AVYH ep (w1 + p).

(2)(2)

-aNUynp-aNUynp

АВЫХ и0 Awi u0

- ()- ()

где АВЫХ - амплитуда зондирующего сигна- ла. После преобразовани  сигнала из электрического в акустический преобразователем 8, прохождени  акустического импульса через исследуемую жидкость, обратного преобразовани  акустическогоwhere AVYH is the amplitude of the probing signal. After the signal is converted from an electrical to an acoustic transducer 8, the acoustic impulse passes through the test fluid, the inverse transform

импульса в электрический преобразоватечем 2 и усилени  частотно-избирательным усилителем 10 напр жение на выходе примет вид:the pulse into an electrical transducer 2 and the amplification of the frequency-selective amplifier 10, the output voltage will look like:

-Си-Si

, -sin() Араб- Sin( + ), -sin () Arab-Sin (+)

(3)(3)

.. - aNUynp.. - aNUynp

Авых-Uo- е. (3) где k - некоторый коэффициент, равный произведению коэффициентов преобразовани  преобразователей 2, 8 и коэффициента усилени  частотно-избирательного усилител  10; I - длина акустической базы исследуемой жидкости; у)раб - фаза сигнала после усилител  10.Aux-Uo-e. (3) where k is a certain coefficient equal to the product of the transform coefficients of the transducers 2, 8 and the gain of the frequency-selective amplifier 10; I - the length of the acoustic base of the test liquid; i) slave - signal phase after amplifier 10.

Логарифмический модул тор обеспечивает посто нство амплитуды акустического импульса на выходе пъезоприемника 2 (см. за вка № 4473342/28, решение о выдаче авторсокого свидетельства от 27,02.89 г.). Следовательно, дл  амплитуды рабочего сигнала справедливо соотношениеThe logarithmic modulator ensures the constancy of the amplitude of the acoustic pulse at the output of the transceiver 2 (see Application No. 4473342/28, the decision on issuing the copyright certificate from 27.02.89). Therefore, for the amplitude of the working signal, the ratio

AA const,(4) где ДА« АО, А (Г3Ао. AA const, (4) where YES “JSC, A (G3Ao.

В пиковом детекторе 11 высокочастотный рабочий сигнал детектируетс  и на каждом выходе детектора выдел етс  посто нна  составл юща  тока, соответствующа  изменению амплитуды акустиче- .- ого импульса относительно уровн  А0, при этом посто на  составл юща  А0 компенси- руетс . С эыхода пикового детектора 11 по- э нна  составл юща  Л А подаетс  на . ответствующий первый вход коммутатора 12 напр жени , на вторые входы которого поступают широкие строб-импульсы с выходов формировател  4. На общем выходе коммутатора 12 напр жени  выдел ютс In the peak detector 11, the high-frequency operating signal is detected and at each detector output a constant component of the current corresponding to a change in the amplitude of the acoustic pulse relative to the level A0 is detected, while the constant A0 is compensated. From the peak detector output 11, the component A A is fed to. the corresponding first input of the voltage switch 12, the second inputs of which receive wide strobe pulses from the outputs of the driver 4. At the common output of the voltage switch 12 are allocated

управл ющие импульсы Uynp с амплитудами , пр мо пропорциональными величинам изменений акустических импульсов ДА каждого канала. При увеличении акустической базы I величина Араб уменьшаетс  вследствие поглощени  ультразвуковых волн жидкостью. Это приводит к уменьшению напр жени  Uvnp. подаваемого на управл ющий вход логарифмического модул тора 7, и тем самым, к увеличению амплитуды зондирующего радиоимпульса Л-гГЖ. чем обеспечиваютс  посто нство амп:ы импульса на выходе акустического , -га Араб и выполнение соотношени  (4). Логарифмиру  левую и правую части соотношени  (3), получают:Uynp control pulses with amplitudes directly proportional to the magnitude of the changes in the acoustic pulses DA of each channel. With an increase in acoustic base I, the value of Arab decreases due to absorption of ultrasonic waves by the liquid. This leads to a decrease in the voltage Uvnp. supplied to the control input of the logarithmic modulator 7, and thus, to an increase in the amplitude of the probe radio pulse L-gGZH. what provides the constancy of the amp: s impulse at the output of the acoustic, ga Arab and the fulfillment of relation (4) The logarithm of the left and right parts of the relation (3), receive:

crl A-BUyr,p(5)crl A-BUyr, p (5)

где AHn(U0 k /Apaf,). .where AHn (U0 k / Apaf,). .

00

5five

00

5five

00

5five

А, В - некоторые посто нные.A, B - some constant.

Из уравнени  (5) следует, что произведение ей  вл етс  линейной функцией управл ющего напр жени  Uynp. Кроме того, закон изменени  I задан, следовательно, величину коэффициента а можно определ ть с помощью ЭВМ 14 по динамике изменени  управл ющих импульсов Uynp.From equation (5) it follows that the product of it is a linear function of the control voltage Uynp. In addition, the law of change of I is set, therefore, the value of the coefficient a can be determined by computer 14 from the dynamics of change of control pulses Uynp.

Таким образом обработка управл ющих сигналов Uynp no N каналам с помощью ЭВМ 14 позвол ет определить коэффициент поглощени  а ультразвука сразу на N частотах . Численное значение посто нной величины А, вход щей в уравнение (5), определ етс  величинами Uo, k. которые в зависимости от настройки устройства и внешних условий могут мен тьс . Поэтому величину А необходимо измер ть дл  каждого объекта и на каждой частоте в отдельности . Величина В определ етс  только числом усилительных каскадов логарифмического модул тора 7 и посто нным параметром транзисторов, который не зависит от внешних условий, объекта измерени  и настройки устройства. Следовательно, дл  расчета а достаточно провести калибровку только величины А. Дл  этого производ тс  контрольные измерени  при различных значени х I.Thus, the processing of control signals Uynp no N channels using a computer 14 allows us to determine the absorption coefficient of ultrasound and immediately at N frequencies. The numerical value of the constant A, which is included in equation (5), is determined by the quantities Uo, k. which, depending on the device setting and ambient conditions, may vary. Therefore, the value of A must be measured for each object and at each frequency separately. The value of B is determined only by the number of amplifier stages of the logarithmic modulator 7 and a constant parameter of the transistors, which does not depend on external conditions, the object of measurement and the setting of the device. Therefore, to calculate a, it is sufficient to calibrate only A. For this, control measurements are made at various values of I.

Из уравнени  (5) имеем а , . АFrom equation (5) we have a,. BUT

Uynp- -g- I Т -g-. iOUynp- -g- I T -g-. iO

(6)(6)

При имеем U . При Нз и Ц имеем систему:If we have U. At Нз and Ц we have the system:

и(3)and (3)

(7)(7)

ynpynp

иand

(«)(“)

ynpynp

a . , A + Ba. , A + B

- a i i A- a i i A

-|4 + в - | 4 + in

(8)(eight)

4040

Из системы уравнений (8) находим:From the system of equations (8) we find:

5five

а but

U W и (3)U W and (3)

U ynp UY ynp u

Ј .Ј.

ВAT

(9)(9)

Посто нную величину В находим посредством измерени  Ukynp B зависимости от величины I в калибровочной жидкости с известным коэффициентом поглощени  0 #k . Действительно, согласно (6) и (7):The constant value B is found by measuring Ukynp B as a function of the value I in the calibration fluid with a known absorption coefficient of 0 #k. Indeed, according to (6) and (7):

и - ak . i j- цО иулр- 5 k + U упрand - ak. i j- tsOulr- 5 k + U control

ВAT

Отсюда ВFrom here to

«k Ik"K Ik

,о,about

ТT

(10)(ten)

I iu, .kI iu, .k

U ynp - U ynpU ynp - U ynp

5Подставл   полученное значение в уравнение (9), легко рассчитать величину исследуемого объекта на любой частоте fi:5Put the obtained value into equation (9), it is easy to calculate the value of the object under study at any frequency fi:

«.,..."...

4 - 3 4 - 3

«k Ik"K Ik

11° - I lk11 ° - I lk

U ynp - U упрU ynp - U control

(и)(and)

Величина скорости распространени  ультразвука также рассчитываетс  по изменению амплитуды управл ющих импульсов на общем выходе коммутатора 12 напр жени  при изменении длины акустической базы I. Процесс измерени  сводитс  к измерению длины ультразвуковой волны А, при этом анализируетс  зависимость (l) (f - функци ) только на начальном участке кривой.The magnitude of the ultrasound propagation velocity is also calculated from the change in the amplitude of the control pulses at the common output of the voltage switch 12 when the length of the acoustic base I is changed. The measurement is reduced to measuring the ultrasonic wavelength A, and the relationship (l) is analyzed (f is a function) the initial part of the curve.

В этой зоне наблюдаетс  характерное чередование максимумов и минимумов управл ющего сигнала Uynp, вызванных интерференционными эффектами при наложении когерентных акустических волн, однократно и многократно проход щих объем жидкости между излучающим и приемным преобразовател ми 8 и 2. Это  вление широко используетс  дл  определени  скорости распространени  волн в ультразвуковых интерферометрах. Действительно, при малых значени х акустической базыIn this zone, a characteristic alternation of the maxima and minima of the control signal Uynp is observed, caused by interference effects when superimposed coherent acoustic waves that pass through the fluid volume of the transmitter and receiver transducer 8 and 2, once and several times. This phenomenon is widely used to determine the wave propagation velocity ultrasonic interferometers. Indeed, at low values of the acoustic base

(, 2. 3) в объеме жидкости между (, 2. 3) in the volume of fluid between

пьезопреобразовател ми 2 и 8 возникают сто чие волны. Максимумы сто чей волны наблюдаютс  при величине акустическойPiezo transducers 2 and 8 produce standing waves. The peaks of the standing wave are observed at the magnitude of the acoustic

базы 1Макс д 2п, а минимумы 1мин (2п+1) з ПРИ увеличении акустической базы от нулевого значени  на выходе приемного пъезопреобразовател  2 черезbase 1Max d 2p, and minima 1min (2p + 1) when the acoustic base increases from zero, the output of the receiving piezoelectric transducer 2 through

рассто ни , кратные -п , должны по вл тьс  чередующие интерференционные макси- мумы и минимумы. Вместе с тем логарифмический модуллтор 7 должен обеспечивать посто нный уровень сигнала на выходе пъезопреобразовател  2 (4). Это достигаетс  формированием на выходе коммутатора 12 напр жени  таких управл ющих импульсов Uynp, периодические изменени  амплитуды которых происход т синхронно и в противофазе с изменением амплитуды акустического сигнала.distances that are multiples of -n should appear alternating interference maxima and minima. At the same time, the logarithmic modulator 7 should provide a constant signal level at the output of the piezoelectric converter 2 (4). This is achieved by forming at the output of switch 12 the voltage of such control pulses Uynp, the periodic changes in amplitude of which occur synchronously and out of phase with the change in amplitude of the acoustic signal.

Тогда процесс измерени  скорости ультразвука будет сводитьс  к измерению рассто ни  I между соседними максимумами.Then the process of measuring the speed of ultrasound will be reduced to measuring the distance I between adjacent maxima.

Действительно, I0 n . Отсюда С А fjIndeed, I0 n. From here C fj

, где fi -к-- частота синусоидальных колебаний соответствующего канала.where fi -k-- frequency of sinusoidal oscillations of the corresponding channel.

00

5five

Дл  увеличени  точности измерени  скорости ультразвука ЭВМ 14 анализирует рассто ние не 1о, а рассто ние U между первым и наиболее удаленным n-ым максимумом . В этом случае скорость ультразвука исследуемой жидкости определ етс  по формуле:,In order to increase the accuracy of measuring the ultrasound speed of the computer 14, it analyzes the distance not 1 °, but the distance U between the first and most distant nth maximum. In this case, the ultrasound velocity of the test liquid is determined by the formula:

Сг Д- - .02)Cr D- - .02)

1 Формул ы (1)ч.и (12) закладываютс  в специальную, программу ЭВМ, позвол ющую по анализу динамики измерени  амплитуды управл ющих импульсов Uynp при изменении времени (т. е. при изменении акустической базы I) производить расчеты значений скорости и коэффициента поглощени  ультразвука в жидких средах. Значени  акустической базы, вход щей в формулы (11). (12) (Ц. Ь. U....). пр мо пропорциональны количеству N выработанных измерителем 3 перемещени  синхроимпульсов или количеству сформированных управл ющих импульсов каждого канала на входе аналого-цифрового преобразовател  13.1 Formulas (1), parts (12) are put into a special computer program, which, by analyzing the dynamics of measuring the amplitude of control pulses Uynp with time (i.e., with changing acoustic base I), calculates the values of speed and coefficient absorption of ultrasound in liquid media. The values of the acoustic base included in formulas (11). (12) (C. b. U ....). directly proportional to the number N of the synchro pulses generated by the meter 3 or the number of generated control pulses of each channel at the input of the analog-digital converter 13.

IrN- Л Г.IrN- L.

(13)(13)

..

где Where

Предлагаемое устройство позвол ет автоматически измер ть скорость и коэффициент поглощени  ультразвука в жидких средах одновременно на п ти частотах при различных температурах и давлени х.The proposed device allows automatic measurement of the speed and absorption coefficient of ultrasound in liquid media simultaneously at five frequencies at different temperatures and pressures.

1one

Оценивают точность измерени  акустических параметров дл  прототипа и предлагаемого устройства и сравнивают их между собой. Сравнение провод т дл  случа  сильнов зкой жидкости. Как видно из формул (10)-(12). точность измерени  скорости распространени  С и коэффициента поглощени  а ультразвука в жидких средах в основном .определ етс  точность измере- ни  длины акустической базы I и величины управл ющего напр жени  Uynp. Систематическа  относительна  погрешность измедС да рени  и -дг дл  прототипа иAccuracy measurement of acoustic parameters for the prototype and the proposed device is evaluated and compared with each other. The comparison is made for high viscosity liquids. As can be seen from formulas (10) - (12). The accuracy of measuring the propagation velocity C and the absorption coefficient of ultrasound in liquid media mainly determines the accuracy of measuring the length of the acoustic base I and the magnitude of the control voltage Uynp. The systematic relative error ismedC rheni and -dg for the prototype and

предлагаемого устройства находитс  по известным формулам:The proposed device is according to the known formulas:

, df.  df.

А - If . +.A - If. +.

аиai

2(т+т&2 (t + t &

+f+ f

где dl.dU, df , 8В - абсолютные погрешности измерени  соответственно длины акустической базы ( м), управл ющего напр жени  ( Э1)10 В), частоты генератора синусоидальных колебаний (ctf/f 10 6 и калибровочного коэффициента ( (,). Тогда дл  предлагаемого устройства при измерени х в глицерине на частоте МГц при К, из формул (14), (15) с учетом того, что ,6 В: 1 3 where dl.dU, df, 8B are the absolute measurement errors, respectively, of the acoustic base length (m), the control voltage (E1) 10 V, the frequencies of the sinusoidal oscillator (ctf / f 10 6, and the calibration coefficient) ((,). Then for the proposed device when measuring in glycerol at the frequency MHz at K, from formulas (14), (15) taking into account the fact that, 6 V: 1 3

дВ tok . ah, , au dB tok. ah, au

В Ok lk Uynp In Ok lk Uynp

-6-3-6-3

10 ten

++

10ten

2 102 10

TiT6TiT6

получаютget

-6-6

ас юЛ-« -s и --го + ю з-юas you lL- "-s and -y + y zu

з-юsi

() +() +

U{ -2 -1 ; 10 5 10U {-2 -1; 10 5 10

-з-з + 12 2 10 - 15,2 10-z-s + 12 2 10 - 15.2 10

Точность определени  скорости и коэффициента поглощени  на предлагаемом устройстве значительно выше, чем в прототипе.The accuracy of determining the speed and absorption coefficient on the proposed device is significantly higher than in the prototype.

Таким образом использование предлагаемого устройства в сравнении с известным позвол ет в автоматическом режиме оперативно проводить измерени  скорости и поглощени  ультразвуковых волн в жидких средах одновременно на нескольких частотах , значительно улучшить точность измерений Это существенно расшир ет сферу применени  изобретени  и позвол ет экспрессно осуществл ть спектроскопию всевозможных жидкос ей при воздействии на них измен ющихс  внешних параметров , таких как, например, температура, давление , электромагнитное поле, изменение состава. Устройство может быть использо- вано в стекловарении дл  оперативного наблюдени  за составом и качеством расплава , в технологии получени  полимерных ма 5 ю Thus, the use of the proposed device in comparison with the known allows in an automatic mode to quickly measure the speed and absorption of ultrasonic waves in liquid media simultaneously at several frequencies, significantly improve the accuracy of measurements. This greatly expands the scope of application of the invention and allows rapid spectroscopy of various liquids. when exposed to changing external parameters, such as, for example, temperature, pressure, electromagnetic field, composition change. The device can be used in glass melting for operational monitoring of the composition and quality of the melt, in polymer production technology

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

д J териалов при наблюдении и управлении степенью полимеризации конечного продукта , дл  высокочувствительного контрол  за эксплуатационными характеристиками гидравлических, а также смазочных жидкостей , при робототехническом проведении спектроскопических исследований жидких сред.d J materials for observing and controlling the degree of polymerization of the final product, for highly sensitive monitoring of the performance characteristics of hydraulic and lubricating liquids, while performing robotic spectroscopic studies of liquid media.

Claims (2)

1. Устройство дл  автоматической регистрации параметров жидких сред, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор синусоидальных колебаний, логарифмический модул тор, размещенные в измерительной камере излучающий преобразователь и приемный преобразователь ультразвука, усилитель и пиковый детектор и регистратор, отличающеес  тем. что. с целью повышени  точности, оно снабжено первым и вторым формировател ми строб-импульсов, коммутатором напр жени , электромеханической системой автоматического перемещени  и синхронизирующим измерителем дереме-., щени , генератор синусоидальных ко еба-0 ний выполнен в виде N-канального блока из поочередно включаемых импульсно-моду- лированных генераторов с частотами, соот- ветствующими частотам гармоник пъезопреобразователей, усилитель выпод-- нен в виде N-частотно-избирательных блоков , соответствующих частотам генератора. пиковый детектор выполнен в виде N-канального блока детекторов с задержкой.регистратор выполнен в виде последовательно соединенных аналого- цифрового преобразовател  и электронно- вычислительного блока, приемный преобразователь ультразвука установлен с возможностью перемещени  и механически соединен с электромеханической системой автоматического перемещени  и с синхронизирующим измерителем перемещени , выход которого подключен к управл ющие входам второго формировател  строб-импульсов и первого формировател  строб-импульсов , подсоединенного выходами управл ющим в/одам генератора синусои дальных колебаний, коммутатор напр же ни  подключен первыми входами к. выхсдаг пикового детектора, вторыми входами - i выходам второго формировател  широки: строб-импульсов, а выходом - к входу реги стратора и к управл ющему входу логариф мического модул тора.1. A device for automatic recording of parameters of liquid media containing a series of electro-acoustically connected generator of sinusoidal oscillations, a logarithmic modulator, a radiating transducer located in a measuring chamber and an ultrasound receiving transducer, an amplifier and a peak detector and recorder, characterized by what. in order to increase accuracy, it is equipped with the first and second strobe pulse formers, a voltage switch, an electromechanical automatic displacement system and a synchronization meter for trees, a swept generator, a sinusoidal zero-to-zero generator, made in the form of an N-channel unit of alternately switched pulse-modulated oscillators with frequencies corresponding to frequencies of harmonics of piezoelectric transducers, the amplifier is output in the form of N-frequency-selective blocks corresponding to the frequencies of the generator. the peak detector is made in the form of a N-channel block of detectors with a delay. The recorder is made in the form of serially connected analog-digital converter and electronic computer unit, the receiving ultrasound transducer is installed movably and mechanically connected to the electromechanical system of automatic displacement and with a synchronizing movement meter, the output of which is connected to the control inputs of the second gate pulse generator and the first gate pulse generator connected to the outputs of the controlling oscillator of the sine oscillations, the switch is connected with the first inputs to the peak detector output, the second inputs to the outputs of the second driver are wide: the strobe pulses, and the output to the recorder input and to the control input of a logarithmic modulator. 2. Устройство поп. 1,отличающее с   тем, что синхронизирующий измерител перемещени  выполнен в виде растровог2. Device pop. 1, characterized in that the synchronization displacement meter is designed as a raster фотоэлектрического блока, состо щего из света, растрового преобразовател  и фото последовательно соединенных источника приемника.a photovoltaic unit consisting of a light, a raster converter and a photo of the receiver connected in series.