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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Jauge de profondeur à ultrasons. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Indicateurs, détecteurs, détecteurs de métaux La mesure de la profondeur du fond de la zone d'eau ou - la recherche d'objets coulés est possible à l'aide d'un profondimètre à ultrasons, dont le schéma et une brève description sont donnés ci-dessous. Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur la réflexion d'impulsions ultrasonores à court terme provenant de la rivière ou du fond marin. Dans ce cas, ce n'est pas le temps de passage des impulsions dans la colonne d'eau qui est mesuré (la vitesse du son dans l'eau est de 1500 m/s), mais le nombre d'impulsions réfléchies par unité de temps. La profondeur de pénétration des impulsions ultrasonores est déterminée par la puissance de rayonnement et la sensibilité du dispositif de réception. Dans le dispositif décrit, elle ne dépasse pas 20 m.
Le profondimètre se compose de deux parties : un capteur magnétostrictif et une unité électronique. Le capteur magnétostrictif (son dispositif est illustré à la Fig. 1) est une tige de nickel 4, fixée avec un anneau de cuivre 1 dans le boîtier 2. Un cadre 5 est placé sur la tige avec des bobines 3 enroulées dessus, scellées avec un joint en liège 6. Les vibrations ultrasonores (leur amplitude est maximale aux fréquences de résonance) de la tige et de la plaque de nickel 7 sont transférées au milieu aquatique. Pour exclure les fluctuations du niveau d'eau dans la prise du capteur, celle-ci est fermée par une membrane en caoutchouc de 0,5 à 0,8 mm d'épaisseur, qui est maintenue avec un bandage 9. Pendant les mesures, de l'eau est versée dans la prise par le trou 8. L'unité électronique (Fig. 2) se compose d'un générateur d'ultrasons monté sur les transistors T1, T2, d'un modulateur sur les transistors T3, T4, d'un récepteur d'impulsions réfléchies T5-T8 et d'un indicateur à aiguille dont l'échelle est calibrée en mètres de profondeur.
Un générateur push-pull à rétroaction capacitive génère des vibrations ultrasonores d'une fréquence de 40 kHz. La charge du générateur est le circuit formé par la bobine L4 (elle est enroulée sur une tige de ferrite fermée d'une section de 2 cm2) et le condensateur C2. Les données spécifiques de ces grandeurs ne sont pas données dans l'original. Ils sont sélectionnés en fonction de l'inductance mesurée (par l'une des méthodes connues) de l'enroulement d'excitation du vibrateur L1 (1500 tours de PEL 0,35), qui à son tour dépend fortement de la qualité du noyau du vibrateur. Lorsqu'il s'agit d'un atome, il convient de garder à l'esprit que l'inductance L1 et la capacité du condensateur C1 forment un circuit résonnant série, qui est coordonné avec le circuit générateur utilisant la bobine de couplage L3. Le nombre de spires L3 est également trouvé empiriquement. La bobine de polarisation L2 a 3000 tours de fil PEL 0,15, sa valeur d'induction est de 0,5 T. En série avec L2, l'inductance Dr1 est connectée, empêchant la pénétration d'oscillations de fréquence ultrasonores dans le circuit de polarisation. La valeur de l'inductance de l'inducteur est de 0,25 à 0,3 gn. Le multivibrateur (transistors T3, E4) est utilisé dans l'appareil comme modulateur et fréquencemètre. La constante de temps de son circuit de base est de 600 µs. Les impulsions négatives sont supprimées du collecteur T3, qui contrôle le fonctionnement du générateur d'ultrasons. La valeur requise de la tension d'impulsion est définie par les résistances variables R3, R4. Un voltmètre CC avec une valeur limite de 10 V est inclus dans le même circuit, qui mesure la valeur moyenne de la tension d'impulsion. De plus, le multivibrateur, avec le transistor T5, remplit les fonctions d'un interrupteur électronique qui ferme l'entrée du récepteur pendant le temps d'envoi de l'impulsion de sondage et l'ouvre lorsque l'impulsion réfléchie est reçue. Le récepteur comprend un amplificateur sur les transistors T6-T8 et un détecteur sur une diode D1. Les impulsions réfléchies reçues par le capteur (dans ce cas, l'effet magnétostrictif inverse est utilisé) sont amplifiées par un amplificateur à trois étages, à l'entrée de lequel un circuit sélectif accordé sur une fréquence de 40 kHz est allumé, et sont détectés à travers un condensateur C16 entrer dans le circuit de base du transistor T4, démarrant le multivibrateur. Le nombre d'impulsions réfléchies par unité de temps dépendant de la profondeur, lorsque celle-ci change, la fréquence de déclenchement du multivibrateur change. L'étalonnage initial de l'appareil est effectué à une profondeur connue de 3 m. Le vibreur est immergé dans l'eau et le courant consommé par le générateur est réglé sur 4 mA avec des résistances variables R6 R60 ". La lecture du voltmètre est calibrée avec une marque de 3 m.Le courant consommé par le générateur doit diminuer à mesure que la profondeur augmente.La profondeur maximale correspondra à la déviation minimale de l'aiguille du profondimètre. littérature
Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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