超声波深度计。方案、说明

超声波深度计。无线电电子电气工程百科全书

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借助超声波深度计可以测量水域底部的深度或搜索沉没的物体，下面给出其方案和简要说明。

该设备的工作原理是基于河流或海底的短期超声波脉冲的反射。在这种情况下，测量的不是脉冲在水柱中通过的时间（水中的声速为1500 m/s），而是每单位时间反射的脉冲数。超声波脉冲的穿透深度由辐射功率和接收装置的灵敏度决定。在所描述的装置中，其不超过20m。

超声波测深仪
Ris.1

深度计由两部分组成：磁致伸缩传感器和电子单元。磁致伸缩传感器(其装置如图1所示)是一根镍棒4，用铜环1固定在外壳2内。棒上套有框架5，框架3上缠绕有线圈6，用软木垫片密封。 7.镍棒和板0,5的超声波振动（其振幅在共振频率处最大）被传递到水生环境。为了排除传感器插座中水位的波动，用0,8-9毫米厚的橡胶膜将其封闭，并用绷带8固定。测量期间，通过孔XNUMX将水倒入插座中。

电子单元（图2）由装配在晶体管T1、T2上的超声波发生器、晶体管T3、T4上的调制器、反射脉冲接收器T5-T8和指针指示器组成，其刻度以米为单位校准。深度。

超声波测深仪
Ris.2

具有电容反馈的推挽式发生器产生频率为 40 kHz 的超声波振动。发电机负载是由L4线圈（绕在横截面为2厘米的封闭铁氧体棒上）形成的电路²）和电容器C2。原文中没有给出这些数量的具体数据。它们是根据测量的（通过已知方法之一）振动器 L1 的励磁绕组（1500 匝 PEL 0,35）的电感来选择的，而这又很大程度上取决于振动器芯的质量。当为原子时，应记住，电感L1和电容器C1的电容形成串联谐振电路，该串联谐振电路与使用耦合线圈L3的发生器电路协调。L3的匝数也是凭经验找到的。偏置线圈L2有3000匝PEL线0,15，其感应值为0,5T。与L2串联的电感器Dr1，防止超声波频率振荡渗透到偏置电路中。电感器的电感值为0,25-0,3gn。

多谐振荡器（晶体管 T3、E4）在设备中用作调制器和频率计。其基本电路的时间常数为600 µs。负脉冲从收集器 T3 中去除，控制超声波发生器的操作。所需的脉冲电压值由可变电阻R3、R4设定。同一电路中还包含一个极限值为 10 V 的直流电压表，用于测量脉冲电压的平均值。此外，多谐振荡器与晶体管T5一起执行电子开关的功能，该电子开关在发送探测脉冲时关闭接收器输入，并在接收到反射脉冲时打开接收器输入。

接收器包括晶体管T6-T8上的放大器和二极管D1上的检测器，传感器接收到的反射脉冲（在这种情况下，利用反向磁致伸缩效应）经过三级放大器放大，在输入端调谐到40kHz频率的选择电路被接通，并通过电容器C16检测到进入晶体管T4的基极电路，启动多谐振荡器。由于每单位时间反射的脉冲数量取决于深度，因此当深度变化时，多谐振荡器的触发频率发生变化。

设备的初始校准在已知深度 3 m 处进行。将振动器浸入水中，用可变电阻器 R4 R6 将发生器消耗的电流设置为 60 mA。电压表读数用标记进行校准3 m。发电机消耗的电流应随着深度的增加而减小。最大深度将对应于深度计指针的最小偏差。

文学

“放射治疗师”，1970，N5。

出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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