Устройство для определения процентного отклонения скорости ультразвука

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения функционально зависящих от скорости прохождения ультразвука характеристик различных сред. Целью изобретения является повьшение информативности измерения за счет определения процентного отклонения скорости ультразвука от эталонного значения. Особенность работы устройства заключается в следующем . Вначале ультразвуковые импульсы возбуждают в контролируемой .среде по сигналам генератора тактовых импульсов, а формируемые интервалы времени их прохождения в указанной среде заполняют счетными импульсами с частотой f посредством элемента И и через элемент ИЛИ подают на суммирующий вход реверсивного счетчика до достижения в нем наперед заданного числа 10 в целой степени. Одновременно в другом реверсивном счетчике подсчитывают число необходимых возбуждений ультразвуковых импульсов в этой .среде. Затем столько же раз возбуждают ультразвуковые импульсы в эталонной среде, аналогичным образом заполняют счетными импульсами интервалы времени их прохождения в этой среде и подают на вычитающий вход реверсивного счетчика. По разности между числами счетных импульсов, заполнивших интервалы вр емени прохождения ультразвукам контролируемом и эталонном каналах, и установки запятой на индикаторе впереди двух младших разрядов определяют процентное отклонение скорости ультразвука, что дает лучшее представление о качестве контролируемого изделия или об отклонении технологического режима. Выбором значения степени числа 10 обеспечивают необходимое число значащих разрядов и точность измерений. Знак результата формируется триггером знака. По сигналу ,Пуск он выдает знак минус , а по сигналу Заем с реверсивного счетчика - знак йлюс. 1 ил. I (Л ю 00 4;: сд

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ)УБЛИК

А1 (19) (11) 151) 4 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3789744/ 25-28 (22) 06.09.84 (46) 15.05.86, Бюл. № 18 (72) Д.Д.Балданов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 629493, кл. G 01 N 29/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N- 894551, кл. G 01 N 29/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N -879439, кл. G 01 N 29/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРО—

ЦЕНТНОГО ОТКЛОНЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения функционально зависящих от скорости прохождения ультразвука характеристик различных сред. Целью изобретенйя является повышение информативности измерения за счет определения процентного отклонения скорости ультразвука от эталонного значения. Особенность работы устройства заключается в следующем. Вначале ультразвуковые импульсы возбуждают в контролируемой .среде по сигналам генератора тактовых импульсов, а формируемые интервалы времени их прохождения в указан— ной среде заполняют счетными импульсами с частотой f посредством элемента И и через элемент ИЛИ подают на суммирующий вход реверсивного счетчика до достижения в нем наперед заданного числа 10 в целой степени. Одновременно в другом реверсивном счетчике подсчитывают число необходимых возбуждений ультразвуковых импульсов в этой .среде ° Затем столько же раз возбуждают "ультразвуковые импульсы в эталонной среде, аналогичным образом заполняют счетными импульсами интервалы времени их прохождения в этой среде и подают на вычитающий вход рео версивного счетчика. По разности между числами счетных импульсов, заполнивших интервалы времени прохождения ультраэвукав контролируемом и эталон-ном каналах, и установки запятой на индикаторе впереди двух младших разрядов определяют процентное отклонение скорости ультразвука, что дает лучшее представление о качестве контролируемого изделия или об отклонении технологического режима. Выбором значения степени числа 10 обеспечивают необходимое число значащих раэрядов и точность измерений. Знак результата формируется триггером знака.

По сигналу,"Пуск" он выдает знак минус, а по сигналу 1 Заем" с реверсивного счетчика — знак )1люс . 1 ил.

1 1231

Изобретение относится к неразру шающему контролю и может быть использовано для определения функционально зависящих от скорости прохождения

l ультразвука характеристик различных. сред.

Целью изобретения является повышение информативности измерения за счет определения процентного отклонения скорости ультразвука от номинального значения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит контролируемый и эталонный каналы 1 и 2, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 3 зондирующих импульсов, излучателя 4, приемника

5 и формирователя 6 временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 зондирующих импульсов, реверсивный счетчик 7, первый логический элемент И 8, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 7, второй логический элемент И 9, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, генератор 10 счетных импульсов и цифровой индикатор 11, второй реверсивный счетчик

12, информационные выходы которого соединены с цифровым индикатором 11, последовательно соединенные первый триггер 13, R-вход которого соединен с выходом Заемн второго реверсивного счетчика 12, и третий логический элемент И 14, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика 1?, последовательно соединенные четвертый логический элемент И 15, первый вход которого соединен с.вторым входом третьего логического элемента И 14 и с выходом формирователя б временных интервалов эталонного канала 2, второй вход— со знаковым входом цифрового индикатора и Q-выходом первого триггера f3, и логический элемент ИЛИ 16, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика 12, пятый логический элемент И 1?, первый вход которого соединен с третьими входами третьего и четвертого ло гических элементов И 14 и 15 и с выходом генератора 10 счетных импульсов, второй вход — с выходом формирователя б временных интервалов контролируемого канала. 1, генератор 18 так451

2 товых импульсов, выход которого соединен с входами первого и второго логических элементов И 8 и 9, второй триггер 19, Q-выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И 9, à R âõîä — с выходом 1 Заем первого реверсивного счетчика 7, и третий триггер 20, Q-выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И 8, а R-вход — с $-входом второго триггера 19 и с выходом "Перенос" второго реверсивноГо счетчика 7. Выходы первого и второго логических элемен1S тов И 8 и 9 соединены с входами генераторов 3 зондирующих импульсов контролируемого и эталонного каналов 1 и 2. На S-входы первого и третьего триггеров 13 и 20 и R-вход второго

20 реверсивного счетчика 12 поступает сигнал Пуск", ю

Устройство работает следующим образом.

Импульс "Пуск", формируемый в начале измерения от кнопочного переключателя или внешнего запуска, обнуляет реверсивный счетчик 12 и устанавливает Я-выходы триггеров 13 и 20 в

30 единичное состояние. Сигнал с Q-выхода триггера 20 открывает элемент

И 8, через него проходят тактовые импульсы генератора 18, которые поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 и вход контролируемогс канала. Счетчик 7 в режиме сложения подсчитывает число тактовых импульсов, прошедшИх через элемент

И 8 на вход контролируемого канала 1.

Каждый тактовый импульс генерато46 ра 18, прошедший через элемент И 8, начиная с первого, производит запуск генератора 3 зондирующих импульсов контролируемого канала 1. Выходной импульс генератора 3 зондирующих импульсов возбуждает излучатель 4 и одновременно .поступает на второй вход формирователя 6 временных интервало:в как старт-импульс. В результате излучатель 4 возбуждает ультразвуковой импульс в контролируемой среде, а на вьгходе формирователя 6 формируется начало прямоугольного импульса.

Уль"граз:вуковой импульс, распростра— няясь в этой среде, доходит до приемника 5 и последним преобразуется в электрический импульс. Зтот электрический импульс поступает на первый вход формирователя 6 как стоп-имз 1231 пульс, и на его выходе формируется конец прямоугольного импульса. В этом случае формирователь 6 контролируемого канала 1 от каждого тактового импульса генератора 18 вырабатывает прямоугольный импульс с длительностью

451

Т = —-к

Поскольку при окончании измерения состояние Q-выхода триггера 13 соответствует знаку плюс, то результат измерения равен (6) t где L — базовое расстояние прохождения ультразвукового импульса в контролируемой и эталонной средах;

V — скорость распространения ульк тразвукового импульса в контролируемой среде.

Каждый интервал Т„ в элементе И 17 . Ъ 20 заполняется счетными импульсами генератора 10,, следующих с частотой f.

Результат Т f каждого заполнения, пройдя через элемент ИЛИ 16, записывается в счетчик 12 в режиме сложения

Формирование прямоугольных импульсов с длительностью Т„ в контролируемом канале 1 и подсчет суммарного числа счетных импульсов, заполнивших интервалы Т„, продолжаются до записи в счетчик 12 числа 10, где М вЂ” целое м число, определяющее цену младшего разряда. При этом, с выхода "Перенос" счетчика 12 сигнал подается íà R-вход триггера 20 и S-вход триггера 19.

Триггер 20 устанавливается в нулевое 35 состояние и запрещает формирование интервалов Т„ в контролируемом канале 1 и подсчет их числа в счетчике 7.

Число сформированных импульсов в контролируемом канале 1 определяется со-4О отношением

10м Ч„10м

m (1)

T„f Lf

Триггер 19 по сигналу "Перенос" со45 счетчика 12 устанавливается в единичное состояние и разрешает формирование в эталонном канале 2 интервалов

Т = — — где V — скорость распросэ ° э 50 э транения ультразвука в эталонной среде. При этом в эталонном канале 2 также формируются m интервалов Тэ, которые после заполнения счетнымй импульсами в элементе И 14 поступают на вычитающий вход счетчика 12.

При V < V после измерения в счетчике 12 записывается положительное число, пропорциональное отклонению скорости ультразвука

N = mT f- mT f = 10 (2) м V,— — V„

Су k э V

Однако результат измерения с учетом состояния Q-выхода триггера 13, определяющего знак отклонения скорости ультразвука (единичное состояние соответствует знаку плюс), представляется со знаком минус, т.е.

10 V, V, IIPH Vk) V знак результата измерения формируется следующим образом. В начале аналогично вышеописанному производится вычитание числа счетных им,пульсов, прошедших через элемент И 14, с содержимого счетчика 12. В течение какого-то i-ro интервала Т э содержимое счетчика 12 становится равным нулю. На его BR-выходе вырабатывает сигнал "Заем", который, воздей ствуя на R-вход триггера 13, устанавливает на его Q-выходе состояние "1".

Закрывается элемент И 14, открывается элемент И 15. Тогда остаток счетных импульсов, заполняющих i-й интер вал Т, и счетные импульсы, заполняю щие последующие (m — i) интервалов

Т» проходят через элемент И 15 и элемент ИЛИ 16 на счетчик 12. Последний с нуля в режиме сложения подсчитывает входные импульсы. В конце измерения в счетчике запишется положительное число

N=шТ f — mT f =10-- — — . (4)

О" .— V э к э

1 сг к э %

+ — — — — — — = + (5)

10 Ч Ч

Для представления результата в процентах запятая в индикаторе 11 переключается на (P — 2) разряда, тогда

Ner dVk

N = — -- = — — — - 1007.

10 V з

Следовательно, результат.определения процентного отклонения скорости ультразвука фиксируется в виде целого числа импульсов, записанных в счетчик

12. Точность и вес младшего разряда

5 1231 результата измерения определяются выбором числа р .

Таким образом, применение второго реверсивного счетчика и трех триггеров в сочетании с логическими элемен5 тами И и ИЛИ позволяет определить процентное отклонение скорости ультразвука от эталонного значения, что дает лучшее представление о качестве контролируемого изделия или об отклонении технологического режима.

Кроме того, обеспечивается необходимая точность измерения выбором значения степени числа 10.

Формула изобретения

Устройство для определения процентного отклонения скорости ультразвука, содержащее контролируемый и эталонный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, излучателя, предназначенного для взаимодействия соответственно с контро- 25 лируемой и эталонной средами, приемника и формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен

1с выходом генератора зондирующих импульсов, реверсивный счетчик, первый 30 логический элемент И, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, второй логический элемент И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, генератор счетных импульсов и цифровой индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения информативности измерения, оно снабжено вторым реверсивным счетчиком, ин- щ формационные выходы которого соединены с цифровым индикатором, последовательно соединенными первым триггером, 451 б

R-вход которого соединен с выходом

"Заем" второго реверсивного счетчика, и третьим логическим элементом И, выход которого соединен с вычитающим

I входом второго реверсивного счетчика, последовательно соединенными четвертым логическим элементом И, первый вход которого соединен с вторым входом третьего логического элемента И и с выходом формирователя временных интервалов эталонного канала, второй вход — со знаковым входом цифрового индикатора и Я-выходом первого триггера, и логическим элементом ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, пятым логическим элементом И, первый вход которого соединен с третьими входами третьего и четвертого логи- ческих элементов И и с выходом генератора счетных импульсов, второй вход — с выходом формирователя временных интервалов контролируемого канала, генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с входами первого и второго логических элементов И, вторым триггером, Я-выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И, а R-входс выходом "Заем" первого реверсивного счетчика, и третьим триггером, Q-выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента

И, а R-вход — с S-входом второго триггера и с выходом "Перенос" второго реверсивного счетчика, выходы первого и второго логических элементов

И соединены с входами генераторов зондирующих импульсов контролируемого и эталонного каналов соответственно, à íà S-входы первого и третьего триггеров.и R-вход второго реверсивного счетчика поступает сигнал "впуск".

1231451

Составитель В.Белозеров

Техред, И,Гайдош . Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Спободяник

Заказ 2559/49 Тираж 7?8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4