Устройство для измерения скорости ультразвука

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля. Целью изоб .ретения является повышение точности измерения ультразвука за счет исключения динамической погрешности. обусловленной изменением физических свойств исследуемой среды во времени . Введение в устройство для измерения скорости ультразвука последовательно соединенных пороговой схемы 9, третьего триггера 10 и формирова-. теля 11 импульсов позволяет повысить точность измерения скорости ультразвука путем формирования временных измерительных интервалов по моментам второго и четвертого прохода ограниченного входного сигнала усилителя . 5 через ноль. Введение схемы задержки , предназначенной для задержки сигнала установки триггера 6, псззволяет исключить погрешность, связанную (Л с временной задержкой входного сигнала формирователя 11 импульсов и опс ределяемую инерционностью акустических преобразователей 3 и 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3927480/25-28 (22) 12.0?.85 (46) 23.10.86, Бюл. ¹ 39 (71) Сибирский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института гидротехники им. Б.И.Веденеева (72) Д.И.Самсонов (53) 534.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 610011, кл. G 01 Н 5/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 939955, кл. G 01 Н 5/00, 1982. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к.неразрушающим методам контроля. Целью изоб,ретения является повышение точности измерения ультразвука за счет исключения динамической погрешности, „„SU„„1265487 A 1 д11 4 G 01 Н 5/00 обусловленной изменением физических свойств исследуемой среды во времени. Введение в устройство для измерения скорости ультразвука последовательно соединенных пороговой схемы

9, третьего триггера 10 и формирователя 11 импульсов позволяет повысить точность измерения скорости ультразвука путем формирования временных измерительных интервалов по моментам второго и четвертого прохода ограниченного входного сигнала усилителя .

5 через ноль. Введение схемы задержки, предназначенной для задержки сигнала установки триггера 6, позволяет с е исключить погрешность, связанную с временной задержкой входного сигнала формирователя 11 импульсов и определяемую инерционностью акустичес- С ких преобразователей 3 и 4. 2 ил.

1265487

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в различных материалах.

Целью изобретения является повышение точности измерения ультразвука эа счет исключения динамической погрешности, обусловленной изменением физических свойств исследуемой среды во времени.

На фиг. l представлена блок-схема устройства для измерения скорости ультразвука; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения скорости ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов, акустически связанные передающий 3 и приемный 4 акустические преобразователи и усилитель 5, последовательно соединенные первый триггер 6 и преобразователь

7 временного интервала в код, второй триггер 8; в1 одом подключенный к выходу первого триггера 6, а выходом — к второму входу преобразователя 7 временного интервала в код,последовательно соединенные пороговую схему 9, входом подключенную к выходу,усилителя 5, третий триггер l0 и формирователь 11 импульсов, вторым входом подключенный к выходу усилителя 5, схему 12 задержки, включенную .между выходом синхронизатора 1 и входом первого триггера 6, выход синхронизатора 1 подключен к второму входу третьего триггера 10,, выход формирователя 11 импульсов подключен к вторым входам первого и второго триггеров 6 и 8.

Устройство для измерения скорости ультразвука работает следующим образом.

Перед моментом возбуждения акустического преобразователя 3 триггера 6, 8 и 10 сброшены. Акустических колебаний в исследуемом объекте (не показан) нет, сигнал на выходе усилителя 5 соответствует сигналу шума и меньше порога срабатывания пороговой схемы 9, выходной сигнал формирователя 11 импульсов соответствует шумовому. Синхронизатор I формирует импульс запуска, при этом генератор 2 импульсов вырабатывает импульс, под действием которого в излучающем акустическом преобразователе 3 возбуждаются акустические

10

45 колебания, устанавливаются триггеры

6 и 10, на вход формир о в а теля 1 1 поступает единица и на его выходе устанавливается ноль. Триггер 8 при этом остается в сброшенном состоянии. На вход суммирования преобразователя 7 временного интервала в код поступает единица, при этом код на выходе преобразователя 7 соответствует времени от установки триггера 6 до текущего момента.

В исследуемом объекте возбуждают акустические колебания, которые в момент времени t достигают преобразователя 4 и на выходе усилителя 3 появляется периодический сигнал.При достижении заданной величины выходного сигнала усилителя 5 полярности, обратной полярности первого вступления, большего, чем уровень шумов, срабатывает пороговая схема 9 и триггер 10 сбрасывается, разрешая работу формирователя 11. Этот момент соответствует началу второго попупериода входного сигнала, при котором напряжение на выходе усилителя 5 меньше ноля, поэтому сигнал на выходе формирователя 11 импульсов остается равным нолю. В момент прохода выходного сигнала усилителя через ноль (t + Т) на выходе формирователя 11 импульсов устанавливается единица

t по переднему фронту которого второй триггер 8 устанавливается в единицу, а первый триггер 6 сбрасывается. На суммирующем входе преобразователя

7 временного интервала в код устанавливается ноль, а на вычитающем — единица. При этом его выходной код соответствует временному интервалу

t + Т. Далее из этого кода вычитается значение, соответствующее времени сохранения триггера 8 в установленном состоянии. В момент времени t +

+ — Т на выходе формирователя 11

2 импульсов устанавливается ноль, а в момент t + 2Т вЂ” единица, по переднему фронту которой триггер 8 устанавливается в ноль (сигнал на его первом входе), т.е. триггер 8 устанавливается в единицу в течение времени периода колебаний Т и выходной код преобразователя 7 временного интервала в код в этот момент соответствует времени t + T — Т = t. При последующих срабатываниях формирователя 11 импульсов триггеры 6 и 8 ос.

3 1265 таются сброшенными, поэтому установленный код сохраняется до следующего запуска устройства сигналов campoнизатора 1. Для увеличения точности измерения полное измерение может 5 включать несколько таких запусков, перед которыми преобразователь 7 временного интервала в код устанавливается в ноль.

В случае, если в исследуемом ма- 10 териале возможны искажения начала принимаемого сигнала вследствие отражения, то для определения t можно воспользоваться моментами времени первого и второго прохода входного 15 сигнала через ноль. При этом пороговая схема 9 срабатывает от входного сигнала в полярности импульса первого вступления, а формирователь 11 импульсов вырабатывает короткий им- 20 пульс при каждом проходе сигнала на

его втором входе через ноль при наличии на его первом входе сигнала разрешения (ноля), т.е. в момент време1 25 ни t + -t и t + Т. Тогда код в преоб2 раэователе 7 временного интервала

Т Т. в код соответствует t + — — — = t.

2 2

Погрешность, связанная с временной 30 задержкой выходного сигнала формиро.вателя 11 импульсов и определяемая инерционностью акустических преобразователей 3 и 4, исключается введением схемы 12 задержки, нреднаэ- 35 наченной для задержки сигнала уста новки триггера 6.

Изобретение позволяет повысить точность измерения скорости ультра487 4 звука за счет формирования временных измерительных интервалов по моментам второго и четвертого прохода ограниченного входного сигнала усилителя через ноль, исключить динамическую . погрешность, обусловленную изменениями физических свойств исследуемой среды со временем и нарушением акустического контакта преобразователей с исследуемой средой.

Формула и з о ф р е т е н и я

Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов, акустически связанные передающий и приемный акустические преобразователи и усилитель, последовательно соединенные первый триггер и преобразователь временного интервала в код, второй триггер, входом подключенный к выходу первого триггера, а выходом — к второму входу преобразователя временного интервала в код, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными пороговой схемой, входом подключенной к выходу усилителя, третьим триггером и формироватапем импульсов, вторым входом подключенным к выходу усилителя, схемой задержки, включенной между выходом синхронизатора и входом первого триггера, выход синхронизатора подключен к второму входу третьего триггера, выход формирователя им- пульсон подключен к вторым входам первого и второго триггеров.

1265487

Составитель К.Леонов

Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Редактор И.Шулла

Заказ 5648/32 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4