Устройство для измерения фазовой скорости ультразвука

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для измерения фазовой скорости ультразвука.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет оптимизации режима работы фазового детектора. С помощью генератора 1, делителя 17 частоты, формирователя 18 импульсов и первого селектора 2 формируют радиоимпульсы с жесткой привязкой по фазе с опорным синусоидальным напряжением на выходе генератора 1 . Фазовращатель 14, интегратор 11 и нуль-индикатор 12 обеспечивают возможность отсчета частоты при разности фаз опорного и принятого сигналов, равной , что соответствует максимальной дифференциальной чувствительности фазового детектора 8 и приводит к повышению точности измерения фазовой скорости ультразвука. 1 ил. SS (Л иЮЗ -Hi tb

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3944871/25-28 (22) 26.08.85 (46) 23.05.87. Бюл )) 19 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà и Свердловс.кий горный институт им. В.В.Вахрушева (72) Э.Э.Артма, В.А.Бархатов, В.Е.Зиновьев и В.А.Саперов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 811079, кл. (01 H 5/00, 1978.

Колесников А.E. Ультразвуковые измерения. -M,: Изд-во Стандартов, 1982, с, 83-85. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОЙ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для измерения фазовой скорости ультразвука. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет оптимизации режима работы фазового детектора. С помощью генератора t делителя 17 частоты, формирователя 18 импульсов и первого селектора 2 формируют радиоимпульсы с жесткой привязкой по фазе с опорным синусоидальным напряжением на выходе генератора 1 . Фазовращатель 14, интегратор 11 и нуль-индикатор 12 обеспечивают возможность отсчета частоты при разности фаз опорного и принятого сигналов, равной

Т/2, что соответствует максимальной дифференциальной чувствительности фазового детектора 8 и приводит к повышению точности измерения фазовой скорости ультразвука. 1 ил.

Устройство работает следующим образом.

Делитель 17 частоты, работающий от генератора 1 синусоидаль его напряжения, запускает второй формирователь 18 импульсов через линию 15 задержки, первый формирователь 16 импульсов и развертку осциллографа 9, тем самым задавая такт работы уст50

1 13123

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения фазовой скорости ультразвука.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет оптимизации режима работы фазового детектора в устройстве.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения фаэовой 10 скорости ультразвука.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидального напряжения, первый селектор

2, усилитель 3 мощности, излучающий 15

4 и приемный 5 электроакустические преобразователи и усилитель 6, генератор 7 видеоимпульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого селектора 2, фазовый де- 20 тектор 8 и осциллограф 9, подключенный к выходу усилителя 6, второй селектор 10, выход которого подключен к первому входу фазового детектора 8, подключенные к выходу послед- 25 него последовательно соединенные интегратор 11 и нуль-индикатор 12, подключенные к выходу генератора 1 синусоидального напряжения частотомер 13 и фазовращатель 14, выход ко- 30 торого соединен с вторым входом фазового детектора 8 и последовательно соединенные линию 15 задержки и первый формирователь 16 импульсов, выход которого подключен к первому вхо- 35 ду осциллографа 9 и к управляющему входу второго селектора 10, генератор 7 видеоимпульсов выполнен из последовательно соединенных делителя 17 частоты, вход которого подклю- 40 чен к выходу генератора 1 синусоидального напряжения и второго форми.рователя 18 импульсов, выход которого служит выходом генератора 7 видеоимпульсов, выход делителя 17 час- 45 .тоты соединен с входом линии 15 задержки и входом синхронизации осциллографа 9, второй вход которого подключен к выходу усилителя 6.

99 2 ройства. Прямоугольный импульс с выхода формирователя 18 открывает первый селектор 2, на выходе которого вырабатываются радиоимпульсы с жесткой привязкой по фазе с высокочастотным заполнением. Эти радиоимпульсы усиливаются усилителем 3 мощности и поступают на излучающий электроакустический преобразователь 4. Сигналы, прошедшие образец 19, принимаются приемным электроакустическим преобразователем 5, усиливаются усилителем 6 и поступают на вход второго селектора 10 и второй вход осциллографа 9. Одновременно с помощью линии 15 задержки и первого формирователя 16 импульсов вырабатывается прямоугольный импульс, задержанный относительно такта на некоторое время.

Этот импульс управляет вторым селектором 10 и одновременно поступает на первый вход осциллографа.9. Таким образом, на экране осциллографа 9 наблюдают сигналы, прошедшие образец 19, и селектирующий импульс. Регулируя время задержки (с помощью линии 15 задержки) и длительность импульса на выходе формирователя 16 импульсов, совмещают селектирующий импульс с прошедшим информационным cHI Hàëoì на экране осциллографа 9. Сигнал с выхода второго селектора 10 поступает на первый вход фазового детектора 8.

На второй вход последнего подается опорное синусоидальное напряжение с выхода фазовращателя 14. На выходе интегратора 11, подключенного к фаэовому детектору 8, появляется постоянное напряжение, пропорциональное косинусу разности фаз опорного и принятого сигналов. Изменяя фазу опорного сигнала. с помощью фаэовращателя 14, устанавливают нулевое напряжение на выходе интегратора 11 о чем судят по показаниям нуль-индикатора 12. Это соответствует сдвигу фаэ опорного и принятого сигналов на величину /2, Измеряют частоту f., генератора 1. Далее увеличивают или уменьшают частоту генератора 1 до тех пор, пока не установят следующий нуль на нуль-индикаторе 12. Измеряют частоту fz генератора 1. Фазовую скорость ультразвука определяют по фор муле с = 2(fi — Е )1, где 1 — длина образца.

131 23

Составитель Г.Максимочкин

Редактор А.Сабо Техрец Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 1963/39 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгоро, ул. Прас ктиая, 4

Точность измерения фазовой скорости ультразвука в предлагаемом устройстве определяется погрешностями установки частот, и f и погрешностью измерений длины f, В свою очередь, точность установки частот про.порциональна дифференциальной чувствительности фазового детектора, кото.рая максимальна при реализуемом в устройстве сдвиге фаз (равном Т /2). 10

Таким образом, за счет обеспечения оптимального режима работы фазового детектора в предлагаемом устройстве достигается повышение точности измерения фазовой скорости ультразвука.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я 20

Устройство для измерения фаэовой скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, первый селектор, усилитель мощности, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, генератор видеоимпульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого селектора, фазовый детек99 4 тор и осциллограф, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения.точности измерения, оно снабжено подключенным к выходу усилителя вторым селектором, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, подключенными к выходу последнего последовательно соединенными интегратором и нуль-индикатором, подключенным к выходу генератора синусоидального напряжения частотомером и фаэовращателем, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, и последовательно соединенными линией задержки и первым формирователем импульсов, выход которого подключен к первому входу осциллографа и к управляющему входу второго селектора, генератор видеоимпульсов выполнен из последовательно соединенных делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, и второго формирователя импульсов, выход которого служит выходом генератора видеоимпульсов, выход делителя частоты соединен с входом линии задержки и входом синхронизации осциллографа, второй вход которого подключен к выходу усилителя.