Устройство для измерения длин труб

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН ТРУБ, содержащее блок запуска, генератор, обратйквдй ультразвуковой преобразователь, усилитель, соединенный с выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала, от л ич а ю « е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соедивенньши триггером Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора, триггером запуска, второй вход которого соединён с выходом блока запуска, триггером длительности,выход которого соединен с вторьм входом усилителя и с первым входом измерителя временного интервала, и электронньм ключом, второй вход которого соедиг нен с выходом генератора, а выход с входом обратимого ультразвукового преобразователя, первым элементом ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом блока запуска, второй вход с выходом триггера ИМитта,выход с вторым входом триггера длительности , последовательно соединенными блоком обработки, вход которого соединен с выходом усилителя, фазовым Дискриминатором, первым генератором строб-импульсов, элементом И и триггером остановки, выход которого соединен с вторьвл входом измерителя временного интервала, последовательно соединенными вторым генератором строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора , и элементом НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вторым элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго генератора строб-импульсов, второй вход - с выходом блоКа запуска,выход - с вторым входом триггера остановки , третий вход измерителя вреliii менного интервала соединен с выходом РО блока запуска. со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ)4АЛИС"ГИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) SU (1I) А

4{Я) G 01 В 17/ОО

ГОС)цАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаРСНаМУ e V (21) 3590943/25-28 (22} 16 .05.83

{46) 07 ° 03.85. Бюл. В 9 (72) И.И.Вайнщток, В.С.Лернер и В.Д,Алексеев (71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства Оргэиергострой (53) 534.232(088.8)

{56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 567127, кл. 6 01.В 17/00,1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЛИН ТРУБ, содержащее блок запуска, генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилитель, соеди ненйый с выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала, о т л ич .а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерейий, оно

-снабжено последовательно соединенными триггером Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора, триггером запуска, второй вход которого соединен с выходом блока запуска, триггером длительности, выход которого соединен с вторю входом усилителя и с первым входом измерителя временного интервала, и электронным ключом, второй вход которого соеди- нен с выходом генератора, а выход— с входом обратимого ультразвукового преобразователя, первым элементом

ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом блока запуска, второй вход— с выходом триггера Шмитта,выход— с вторым входом триггера длительности, последовательно соединенными блоком обработки, вход которого соединен с выходом усилителя, фазовым

1 искриминатором, первым генератором строб-импульсов, элементом И и триггером остановки, выход которого соединен с вторым входом измерителя временного интервала, последовательь но соединенными вторым генератором строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора, и элементом НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вторым элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго генератора строб-импульсов, второй вход — с выходом блока запуска,выход — с вторым входом триггера остановки, третий вход измерителя временного интервала соединен с выходом блока запуска.

1143972

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длин труб.

Известно устройство для измерения длин труб, содержащее блок запуска, генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилитель, соединенный с выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала Ц .

Недостатком известного .устройст- 10 ва является низкая точность измерений.

Цель изобретения †.повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем,15 что устройство для измерения длин .труб, содержащее блок запуска,.генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилителЬ, соединенный с, выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала, снабжено последовательно соединенными триггером

Шмитта, вход которого соединен с выходом генеРатора, триггером запуска, второй вход которого соединен с выходом блока запуска, триггером длительности, выход которого соединен с вторйм входом усилителя и с первым входом измерителя временного интервала, и электронным ключом, ЗО второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход — с входом обратимого ультразвукового преобразователя, первым элементом ИЛИ, .первый вход которого соединен с вы- 35 ходом блока запуска, второй вход— с выходом триггера Шмитта, выход— с вторым входом триггера длительно сти, последовательно соединенными блоком обработки, вход которого сое- 4Q динен с выходом усилителя, фазовым дискриминатором, первым генератором строб-импульсов, элементом И и триг= гером останОвки, выход которого соединен с вторым входом измерителя 45 временного интервала, последовательно соединенными вторым генератором строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора, н элементом НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вторым элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго генератора строб-импульсов, второй вход — с выходом блока запуска, выход — с вторым .входом триггера остановки, третий вход измерителя временного интервала соединен с выходом блока запуска.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для измерения длин труб; 60 на фиг.2 — временные диаграммы устройства.

Устройство для измерения длин труб содержит блок 1 запуска, генератор 2, обратимый ультразвуковой преобразо- б5

BBTBJlb 3, усилитель 4, соединенный с выходом обрати. ого ультразвукового преобразователя 3, измеритель 5.временного интервала, последовательно соединенные триггер 6 Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора 2, триггер 7 запуска,второй вход которого соединен с выходом блока

1 запуска, триггер 8.длительности, выход которого соединен с вторым входом усилителя 4 и с первым входом измерителя 5 временного интервала, и электронный ключ 9, второй вход которого соединен с выходом генератора 2, а выход — с входом обратимого ультразвукового преобразователя З..устройство содержит также элемент ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом блока 1 запуска, второй вход — с выходом триггера 6 Шмитта,выход — с вторым входом трйггера 8 длительности, последовательно соединенные блок 11 обработки, вход которого соединен с выходом усилителя 4, фазовый дискриминатор 12, перевый генератор 13 строб-импульсов, элемент И 14 и триггер 15 остановки, выход которого соединен с вторым входом измерителя

5 временного интервала, последовательно соединенные второй генератор

16 строб-импульсов, вход которого соединен с вйхадом фазового дискриминатора 12, и элемент НЕ 17, выход которого соединен с вторым входом элемента И 14, второй элемент ИЛИ 18, первый вход которого соединен с выходом второго генератора 16 с роб-импульсов, второй вход — с выходом блока 1 запуска, выход — с вторым входом триггера 15 остановки, третий вход измерителя 5 временного интервала соединен c âûõoäoì блока 1 запуска.

Устройство для измерения длин труб работает следующим образом.

Блок 1 запуска формирует одиночный импульс 19 запуска (фиг.2).

Напряжение синусоидальной формы

20 с выхода генератора 2 наступает на триггер 6 Шмитта, который преобразует его в прямоугольные импульсы 21, На триггер 7 запуска поступают импульсы 19 с блока 1 запуска и импуль ы 21 с выхода триггера 6 Шмитта, которые своими положительными фронтами формируют импульс 22. Отрицательный фронт этого импульса перебрасывает триггер 8 длительности, а возвращение его в исходное состояние производится очередным отрицательным фронтом импульсов 21 с выхода триггера 6 Шмитта через элемент ИЛИ 10. В результате на выходе триггера 8 длительности формируется импульс 23, который

1143972 управляет электронным ключом 9, вырезая иэ синусоидального напряжения

20, подаваемого с выхода генератора

2, половину периода синусоидального напряжения 24. Этим напряжением возбуждается обратимый Ультразвуковой преобразователь.3.

Для обеспечения распространения в трубе (не обозначена) плоской звуковой волны диапазон работы генератора 2 выбирают иэ условия f 0 5Ù, где f - частота электрических синусоидальных колебаний; на выходе генератора 2; М - скорость распространения звуковой волны; d — диаметр трубы.

Импульс 23 с выхода триггера 8 длительности поступает на второй вход усилителя 4 и запирает последний на время действия зондирующего импульса 25. С момента воздействия положительного фронта импульса 23 с выхода триггера 8 на первый вход измерителя 5 временного интервала начинается процесс измерения времени распространения зву. ка в трубе. Обратимый ультразвуковой преобразователь 3 принимает эхо-сигнал от конца трубы с абсолютно жесткой крыакой (не обозначена). Нотом этот сигнал усиливается усилителем 4. и нормализуется по амплитуде в блоке 11 обработки.

Импульсы 26 с выхода блока 11 обработки поступают на фазовый дискри-. минатор 12, который запускает второй генератор 16 строб-импульсов в мо-мент времени t прихода положительной полуволны импульса 26 и запускает первый генератор 13 стробимпульсов в момент времени t< прихода отрицательной полуволны импульса. Второй генератор 16 строб-импульсов вырабатывает импульсы 27 длительностью Т, а первый генератор 13 строб-импульсов вырабатывает импульс 28 длительностью Т>

При поступлении эхо-импульса от стыкового соединения труб, имеющего положительную полярность первого полупериода, на выходе элемента HE 17 не будет импульсов. Если первый полупериод эхо-импульса име15 ет, отрицательную полярность, то положительный фронт импульса 29 с выхода элемента И 14 перебросит триг" гер 15 остановки, который возвращается в исходное состояние положительным фронтом импульсов 27, с выхода второго генератора 16 стробимпульсов через второй элемент ИЛИ

18 ° Остановка измерителя 5 временного интервала производится поло25 жительным фронтом импульса 29.

В результате измеритель 5 временного интервала измеряет длительность импульса 30, соответствующую времени распространения звука в трубе.

Использование устройства для измерения длин труб позволяет повысить точность измерений за счет возбуждения преобразователя импульсом в виде половины периода синусоидальных колебаний и за счет выделения отрицательной фазы эхо-сигнала от конца трубы с абсолютно жесткой крышкой.

1143972

1143972

27

27

26

27

Составитель. Г.Рыжакова

Редактор A.Øàíäîð Техред М.Гергель Корректор И.Муска

Заказ 892/33 Тираж 651 Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4