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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Profundímetro ultrassônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Indicadores, detectores, detectores de metal A medição da profundidade do fundo da área da água ou - a busca por objetos afundados é possível com a ajuda de um medidor de profundidade ultrassônico, cujo esquema e uma breve descrição são fornecidos abaixo. O princípio de operação do dispositivo é baseado na reflexão de pulsos ultrassônicos de curto prazo do rio ou fundo do mar. Nesse caso, não é o tempo de passagem dos pulsos na coluna d'água que é medido (a velocidade do som na água é de 1500 m/s), mas sim o número de pulsos refletidos por unidade de tempo. A profundidade de penetração dos pulsos ultrassônicos é determinada pela potência da radiação e pela sensibilidade do dispositivo receptor. No dispositivo descrito, não excede 20 m.
O medidor de profundidade consiste em duas partes: um sensor magnetostritivo e uma unidade eletrônica. O sensor magnetostrictivo (seu dispositivo é mostrado na Fig. 1) é uma haste de níquel 4, fixada com um anel de cobre 1 no alojamento 2. Uma moldura 5 é colocada na haste com bobinas 3 enroladas nela, seladas com uma gaxeta de cortiça 6. As vibrações ultrassônicas (sua amplitude é máxima nas frequências de ressonância) da haste de níquel e da placa 7 são transferidas para o ambiente aquático. Para excluir flutuações no nível de água no soquete do sensor, ele é fechado com uma membrana de borracha de 0,5 a 0,8 mm de espessura, que é mantida com uma bandagem 9. Durante as medições, a água é despejada no soquete pelo orifício 8. A unidade eletrônica (Fig. 2) consiste em um gerador ultrassônico montado nos transistores T1, T2, um modulador nos transistores T3, T4, um receptor de pulsos refletidos T5-T8 e um indicador de ponteiro, cuja escala é calibrada em metros de profundidade.
Um gerador push-pull com feedback capacitivo gera vibrações ultrassônicas com frequência de 40 kHz. A carga do gerador é o circuito formado pela bobina L4 (ela é enrolada em uma haste de ferrite fechada com seção transversal de 2 cm2) e capacitor C2. Os dados específicos dessas quantidades não são fornecidos no original. Eles são selecionados com base na indutância medida (por um dos métodos conhecidos) do enrolamento de excitação do vibrador L1 (1500 voltas de PEL 0,35), que por sua vez depende fortemente da qualidade do núcleo do vibrador. Quando um átomo, deve-se ter em mente que a indutância L1 e a capacitância do capacitor C1 formam um circuito ressonante em série, que é coordenado com o circuito gerador usando a bobina de acoplamento L3. O número de voltas L3 também é encontrado empiricamente. A bobina de polarização L2 tem 3000 voltas de fio PEL 0,15, seu valor de indução é 0,5 T. Em série com L2, o indutor Dr1 é conectado, impedindo a penetração de oscilações de frequência ultrassônica no circuito de polarização. O valor da indutância do indutor é 0,25-0,3 gn. O multivibrador (transistores T3, E4) é usado no dispositivo como modulador e medidor de frequência. A constante de tempo de seu circuito base é 600 μs. Os pulsos negativos são removidos do coletor T3, que controlam a operação do gerador ultrassônico. O valor necessário da tensão de pulso é definido pelos resistores variáveis R3, R4. No mesmo circuito está incluído um voltímetro CC com valor limite de 10 V, que mede o valor médio da tensão de pulso. Além disso, o multivibrador, juntamente com o transistor T5, desempenha as funções de uma chave eletrônica que fecha a entrada do receptor no momento do envio do pulso de sondagem e a abre quando o pulso refletido é recebido. O receptor inclui um amplificador nos transistores T6-T8 e um detector no diodo D1. Os pulsos refletidos recebidos pelo sensor (neste caso, o efeito magnetostritivo reverso é usado) são amplificados por um amplificador de três estágios, na entrada de qual um circuito seletivo sintonizado na frequência de 40 kHz é ligado, e são detectados através de um capacitor C16 que entram no circuito base do transistor T4, iniciando o multivibrador. Como o número de pulsos refletidos por unidade de tempo depende da profundidade, quando esta muda, a frequência de disparo do multivibrador muda. A calibração inicial do dispositivo é realizada a uma profundidade conhecida de 3 m. O vibrador é imerso em água e a corrente consumida pelo gerador é ajustada para 4 mA com resistores variáveis R6 R60 ". A leitura do voltímetro é calibrada com uma marca de 3 m. A corrente consumida pelo gerador deve diminuir a partir do aumento da profundidade. A profundidade máxima corresponderá ao desvio mínimo da agulha do medidor de profundidade. Literatura
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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