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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medidor de profundidad ultrasónico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Indicadores, detectores, detectores de metales La medición de la profundidad del fondo del área del agua o la búsqueda de objetos hundidos es posible con la ayuda de un medidor de profundidad ultrasónico, cuyo esquema y una breve descripción se dan a continuación. El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en el reflejo de pulsos ultrasónicos de corta duración del río o del fondo del mar. En este caso, no es el tiempo de paso de los pulsos en la columna de agua lo que se mide (la velocidad del sonido en el agua es de 1500 m/s), sino el número de pulsos reflejados por unidad de tiempo. La profundidad de penetración de los pulsos ultrasónicos está determinada por la potencia de radiación y la sensibilidad del dispositivo receptor. En el dispositivo descrito, no supera los 20 m.
El medidor de profundidad consta de dos partes: un sensor magnetoestrictivo y una unidad electrónica. El sensor magnetoestrictivo (su dispositivo se muestra en la Fig. 1) es una varilla de níquel 4, fijada con un anillo de cobre 1 en la carcasa 2. Se coloca un marco 5 en la varilla con bobinas 3 enrolladas, selladas con una junta de corcho 6. Las vibraciones ultrasónicas (su amplitud es máxima en las frecuencias de resonancia) de la varilla y placa de níquel 7 se transfieren al medio acuático. Para excluir fluctuaciones en el nivel del agua en el zócalo del sensor, se cierra con una membrana de goma de 0,5-0,8 mm de espesor, que se sujeta con un vendaje 9. Durante las mediciones, se vierte agua en el zócalo a través del orificio 8. La unidad electrónica (Fig. 2) consta de un generador ultrasónico ensamblado en los transistores T1, T2, un modulador en los transistores T3, T4, un receptor de pulsos reflejados T5-T8 y un indicador de aguja, cuya escala está calibrada en metros de profundidad.
Un generador push-pull con retroalimentación capacitiva genera vibraciones ultrasónicas con una frecuencia de 40 kHz. La carga del generador es el circuito formado por la bobina L4 (está enrollada en una barra de ferrita cerrada con una sección transversal de 2 cm2) y condensador C2. Los datos específicos de estas cantidades no se dan en el original. Se seleccionan en función de la inductancia medida (por uno de los métodos conocidos) del devanado de excitación del vibrador L1 (1500 vueltas de PEL 0,35), que a su vez depende en gran medida de la calidad del núcleo del vibrador. Cuando se trata de un átomo, debe tenerse en cuenta que la inductancia L1 y la capacitancia del capacitor C1 forman un circuito resonante en serie, que se coordina con el circuito generador utilizando la bobina de acoplamiento L3. El número de vueltas L3 también se encuentra empíricamente. La bobina de polarización L2 tiene 3000 vueltas de cable PEL 0,15, su valor de inducción es de 0,5 T. En serie con L2, el inductor Dr1 está conectado, lo que evita la penetración de oscilaciones de frecuencia ultrasónica en el circuito de polarización. El valor de la inductancia del inductor es 0,25-0,3 gn. El multivibrador (transistores T3, E4) se utiliza en el dispositivo como modulador y medidor de frecuencia. La constante de tiempo de su circuito base es de 600 µs. Los pulsos negativos se eliminan del colector T3, que controlan el funcionamiento del generador ultrasónico. El valor requerido del voltaje del pulso se establece mediante resistencias variables R3, R4. En el mismo circuito se incluye un voltímetro de CC con un valor límite de 10 V, que mide el valor promedio del voltaje del pulso. Además, el multivibrador, junto con el transistor T5, realiza las funciones de un interruptor electrónico que cierra la entrada del receptor durante el tiempo de envío del pulso de sondeo y la abre cuando se recibe el pulso reflejado. El receptor incluye un amplificador en los transistores T6-T8 y un detector en un diodo D1 Los pulsos reflejados recibidos por el sensor (en este caso, se usa el efecto magnetoestrictivo inverso) son amplificados por un amplificador de tres etapas, en la entrada de los cuales se enciende un circuito selectivo sintonizado a una frecuencia de 40 kHz, y son detectados a través de un capacitor C16 que ingresa al circuito base del transistor T4, arrancando el multivibrador. Dado que el número de pulsos reflejados por unidad de tiempo depende de la profundidad, cuando ésta cambia, la frecuencia de disparo del multivibrador cambia. La calibración inicial del dispositivo se realiza a una profundidad conocida de 3 m. El vibrador se sumerge en agua y la corriente consumida por el generador se establece en 4 mA con resistencias variables R6 R60 ". La lectura del voltímetro se calibra con una marca de 3 m.La corriente consumida por el generador debe disminuir al aumentar la profundidad.La máxima profundidad corresponderá a la mínima desviación de la aguja del profundímetro. Literatura
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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