[其他]用同一個晶體管發射超聲單脈沖和調制波的聲速儀

在審

• 申請號: 101986000000574
• 申請日: 1986-05-10
• 公開（公告）號: CN86100574B
• 公開（公告）日: 1988-02-10
• 發明（設計）人: 王寅觀;魏墨盒;邵良華;盧杰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 代理公司: 同濟大學專利事務所
• 代理人: 華國棟;陳樹德

本發明用同一個晶體管發射超聲單脈沖和調制波的聲速儀，屬于聲學測量儀器的領域。本發明利用晶體管在兩個不同工作區域中的不同特性，使晶體管在發射超聲單脈沖的情況下，處于晶體管的二次擊穿狀態，產生邊沿極陡的尖峰單脈沖；又使晶體管在發射超聲調制波的情況下，處于晶體管的正常工作狀態，產生頻率穩定的調制波。利用這一發射電路制成的超聲波聲速儀測量精度高，結構簡單，成本低。

本發明屬于聲學測量儀器的領域。

聲速是媒質的一個最基本的聲學量。超聲單脈沖和調制波是脈沖回波法聲速儀的兩種最基本的超聲波發射形式。

在本發明做出以前，發射超聲單脈沖的方法，如Usup4507762所述：利用一個觸發器來改變由四個晶體管所組成的橋路狀態，以使它對應于每一個時間脈沖都輸出一個單脈沖，這種電路不能同時產生調制波。發射超聲調制波的方法，如J.P51-151118所述;采用多個晶體管互補推挽的形式。

本發明的目的在于設計一種簡單的、只用一個晶體管就可實現分別發射超聲單脈沖和調制波的發射電路，并利用這種發射電路制成結構簡單、成本低，測量精度高的超聲波聲速儀。

本發明的要點是在設計思想上利用了晶體管〔21〕在兩個不同工作區域中的不同工作特性，通過切換開關〔5〕、〔7〕對電路元件的轉換，使晶體管〔21〕在發射超聲單脈沖時，處于晶體管的二次擊穿狀態，此時晶體管的導通速度加快，在同步脈沖的作用下，便可產生一個邊沿極陡的尖峰單脈沖（接近δ脈沖）。通過切換開關〔5〕，〔7〕對電路元件的轉換，使晶體管〔21〕在發射超聲調制波的情況下，處于晶體管的正常工作狀態，從而實現了用同一個晶體管分別發射超聲單脈沖和調制波，大大簡化了電路元件。

圖1為本發明的用同一個晶體管〔21〕發射超聲單脈沖和調制波的超聲波聲速儀的結構原理圖。

圖2為本發明的超聲波發射電路〔6〕的電路原理圖。

圖3為晶體管〔21〕的輸入輸出特性曲線。

圖4為晶體管〔21〕發射超聲單脈沖的波形圖。

圖5為晶體管〔21〕發射超聲調制波的波形圖。

圖6為單脈沖形成電路〔3〕的實施例。

圖7為調制波形成電路〔4〕的實施例。

圖8為脈沖回波重合法時序邏輯控制電路〔1〕的實施例。

本發明如圖1所示，由脈沖回波重合法時序邏輯控制電路〔1〕，開關〔2〕，單脈沖形成電路〔3〕，調制波形成電路〔4〕，開關〔5〕，發射電路〔6〕，電源切換開關〔7〕，高低壓直流電源〔8〕，單脈沖輸出高頻插座〔9〕，調制波輸出高頻插座〔10〕，調諧電感〔11〕，壓電晶片〔12〕，接收放大器輸入插座〔13〕，接收放大器〔14〕，接收放大器輸出插座〔15〕，示波器〔16〕，音頻輸出插座〔17〕，頻率計〔18〕以及增輝輸出插座〔19〕所組成。