АНАЛИЗАТОР УЛЬТРАЗВУКА

Полезная модель анализатор ультразвука относится к измерительной технике и может использоваться в качестве измерителя звукового давления в звуковом и ультразвуковом диапазоне частот.
Известен анализатор ультразвука (АУ), принятый за прототип./Проспект фирмы Брюль и Къер, рис.47, стр 4133-66/.
Прототип содержит размещенный в корпусе приемный модуль (ПМ) с расположенными в нем микрофоном и подключенным к его выходу предусилителем, устройство обработки (УО), соединенное с ПМ многожильным удлинительным кабелем и включающее в себя последовательно соединенные блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) с логическими входами и выходами и компьютер с устройством индикации результатов измерений, а также преобразователь поляризационного напряжения, подключенный к микрофону, автономный источник постоянного тока, электрическую кнопку и световой индикатор режима измерения.
В прототипе преобразователь поляризационного напряжения, электрическая кнопка и световой индикатор расположены в УО.
Недостатком прототипа является неудобство его эксплуатации, связанное с необходимостью использования при проведении замеров уровней звукового давления двух операторов, из которых один работает с ПМ, а второй - с УО.
Техническим результатом, получаемым от использования АУ, является устранение недостатка прототипа, т.е. повышение удобства эксплуатации прибора за счет получения возможности проведения измерений уровней звукового давления одним оператором, что, в свою очередь, позволяет увеличить производительность анализатора.
Данный технический результат достигается за счет того, что в АУ, содержащем ПМ с расположенными в нем микрофоном и подключенным к его выходу предварительным усилителем, устройство обработки, соединенное с ПМ многожильным удлинительным кабелем и включающее в себя последовательно соединенные блок АЦП с логическими входами и выходами и компьютер с индикатором результатов измерений, а также преобразователь поляризационного напряжения, подключенный к микрофону, автономный источник постоянного тока, электрическую кнопку и световой индикатор режима измерения, преобразователь поляризационного напряжения, электрическая кнопка и световой индикатор режима измерения размещены в ПМ, при этом световой индикатор режима измерения установлен между выходом источника
постоянного тока и логическим выходом блока АЦП, а электрическая кнопка - между логическим входом блока АЦП и общим земляным контактом.
Работа полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена блок-схема АУ, на фиг.2 - часть принципиальной схемы АУ, необходимая для понимания его работы.
Анализатор ультразвука содержит размещенный в корпусе (не показан) ПМ 1 и УО 2, соединенный с ПМ 1 многожильным удлинительным кабелем 3. ПМ 1 включает в себя микрофон 4, подключенный к преобразователю поляризационного напряжения 5, предварительный усилитель 6, электрическую кнопку 7, световой индикатор режима измерения 8.
ПМ 1 содержит также резистор 9 и конденсатор 10, электрический разъем 11, включающий контакт 12 (общий).
УО 2 включает в себя последовательно соединенные блок АЦП 13 с логическими входами и выходами и компьютер 14 с индикатором результатов измерения 15, а также источник постоянного тока 16 и электрический разъем 17.
Световой индикатор режима измерения 8 установлен между выходом автономного источника постоянного тока «+5В» 16 и логическим выходом блока АЦП 13, а электрическая кнопка 7 - между логическим входом блока АЦП 13 и контактом 12, соединенным с корпусом. Резистор 9 включен между электрической кнопкой 7 и автономным источником постоянного тока «+5В» 16. Конденсатор 10 подсоединен параллельно электрической кнопке 7.
ПМ 1 и УО 2 соединены многожильным удлинительным кабелем 3 через электрические разъемы 11 и 17.
АУ работает следующим образом. ПМ 1 при работе размещают на ладони оператора и ориентируют его осью на предполагаемое направление источника ультразвуковых колебаний.
Акустический сигнал в микрофоне 4 преобразуется в электрический и усиливается до необходимого уровня предварительным усилителем 6. По кабелю 3 сигнал подается на вход блока АЦП 13, усиливается встроенным усилителем блока АЦП (на чертеже не показан) и преобразуется в цифровой код, который подается на компьютер 14 и обрабатывается по специальному алгоритму.
Принцип действия алгоритма обработки основан:
- для узкополосного анализа - на быстром преобразовании Фурье (БПФ) с временным окном Хемминга и 50-процентным перекрытием временных окон;
- для третьоктавного и октавного анализа в области частот от 1 кГц до 100 кГц - на БПФ с временным окном Хемминга и синтезе
уровней в полосах анализа из уровней, полученных в узких полосах анализа.
Особенностью АУ по сравнению с прототипом является то, что ПМ 1 с электрической кнопкой (кнопкой управления) 7 и световым индикатором (светодиодом) 8 выполняет функции пульта.
Однократное нажатие кнопки 7 на пульте начинает или оканчивает процесс накопления измеренных и проанализированных уровней сигнала в полосах анализатора. Во время процесса измерения и накопления на пульте зажигается светодиод 8, предупреждающий оператора о необходимости поддерживать неизменное положение и ориентацию пульта в пространстве. После выключения светового индикатора оператор может подойти к компьютеру 14 и ввести комментарий к файлу записи измеренных уровней, для чего включают режим ввода текстовых комментариев после каждого измерения.
Если режим ввода текстовых комментариев после каждого измерения не включен, то оператор может переходить от одной точки измерения к другой, запускать измерение уровней нажатием кнопки, дожидаться автоматического гашения светодиода 8 (при установленном программой времени накопления), затем переходить к другой точке измерения и повторять процесс. После окончания серии измерений программа позволяет ввести общий комментарий к серии измерений.
Таким образом, размещение преобразователя поляризационного напряжения, электрической кнопки и светового индикатора режима измерения непосредственно в ПМ, а также заявленные связи перечисленных элементов позволили проводить эксплуатацию АУ одному оператору, что позволяет увеличить производительность прибора. Этим и достигается поставленный технический результат.