Измеритель скорости распространения ударных волн

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества строительных материалов, в частности бетона. Цепь изобретения - расширение функциЬнальньк возможностей за счет обеспечения измерения частотных характеристик упругих волн. Устройство содержит электродинамический ударник 1, приемник 2, делитель 3 напряжения , усилитель 4, пороговое ycf ройство 5, ключ 6, дифференцирующий блок 7, первый и второй блоки 8 и 37 управления, первый и второй сдвиговые регистры 9 и 10, три цепи 11, 12 и 13, состоящие каждая из формирователя . 14 (13, 16) времеиных интервалов , счетчика 17 (18, 19) импульсов, ключа 20 (21, 22) и цифрового.индикатора 23 (24, 25) с дешифратором, три цепи 26, 27 и 28, состоящие каждая из формирователя 29 (30, 31) .временных интервалов и счетчика 32

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 U О1 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4220905/25-28 (22) 03.04 ° 87 (46) 15.10.88 ° Бюл. N 38 (71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя

СССР (72) А.В.Бобров, В.10.Любинский и М.В.Носаль (53) 534.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1273746, кл. 0 01 Н 5/00, 1986, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества строительных материалов, в частности бетона. Цель изобретения — расширение функциональньм возможностей за счет обеспечения измерения частотных характеристик упругих волн. УстройЛ0 14 0761 А1 ство содержит электродинамический ударник 1, приемник 2, делитель 3 напряжения, усилитель 4, пороговое уст ройство 5, ключ 6, дифференцирующий блок 7, первый и второй блоки 8 и

37 управления, первый и второй сдвиговые регистры 9 и 10 три цепи 11, 12 и 13, состоящие каждая иэ формирователя.14 (15 ° 16) временных интервалов, счетчика 17 (18, 19) импульсов, ключа 20.(21, 22) и цифрового,индикатора 23 (24, 25) с дешифратором, три цепи 26, 27 и 28, состоящие каждая из формирователя 29 (30, 31) .временных интервалов и счетчика 32 (33,. 34) импульсов, первый и второй у синхронизаторы 35 и 36 ° Устройство обеспечивает измерение скоростей распространения продольных, поперечных и поверхностных ударных волн и длительности полупериодов их первых вступлений. 2 ип.

I430761

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества строительных материалов, в частности

5 бетона.

Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения измерения частотных характеристик угругих волн !О

1!а фиг,1 изображена структурная схе- а из;epителя; на фиг.2 — времен>;b!= диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Измеритель содержит электродинами- 1 ческий ударник I последовательно соединенные приемник 2, делитель 3 апряжения, усилитель 4, пороговое у -ройство 5, ключ 6 и дифференцирующий блок 7, первый блок 8 управления, включенный между вторым выходом порогового устройства 5 и управляющим входом ключа 6, два сдвиговых регистра 9 и 10, входы которых подключены к выходам дифференцирующего блока 7, три цепи 11 — 13,каждая из которых состоит из последовательно соединенных формирователя 14 (15, 16) временных интервалов, счетчика 17 (18, 19) импульсов, ключа 20 (21, 22) и цифрово- 30 го индикатора 23 (24, 25) с. дешифраторами „три цепи 26 — 28, каждая из ко-. торых состоит из последовательно сое,циненных формирователя 29 (30, 31) временных интервалов и счетчика 32 (33, 34) импульсов, два последова35 тельно соединенных синхронизатора 35 и 36, первые входы формирователей 1416 связаны с электродинамическим ударником 1, а вторые входы этих формирователей одновременно подключены к первому, второму H третьему .выходам первого сдвигового регистра 9 и первым входам формирователей 29 — 31 временных интервалов, вторые входы которых свя-. заны с первым, вторым и третьим выходами второго сдвигового регистра 10, второй блок 37 управления, включенный между вторым выходом регистра 9 и управляющим входом делителя 3 напряже50 ния, вход 35 синхронизатора св яз ан

". первым выходом регистра 9, а выход этого синхронизатора — одновременно с управляющими входами счетчиков 17:-;9 и ключей 20 — 22, управляющие входы счетчиков 32 — 34 подключены к выходу

55 второго синхронизатора 36. Участок исследуемого материала обозначен позицией 38.

Измеритель работает следующим образом.

Злектродинамический ударник 1 и приемник 2 установлены на поверхности материала 38. В исходном состоянии делитель 3 напряжения имеет максимальный коэффициент передачи, ключ 6 открыт, открыты также по цепям 11 — !3 ключи 20—

22. После возбуждения с помощью электродинамического ударника.1 в материале 38 ударных волн импульс запуска (фиг.2а) с выхода ударника 1 поступа= ет на первые входы формирователей 14-!

6, что обеспечивает начало отсчета времени t, t <„ < распространения трех типов волн, а вдоль свободной поверхности материала 38 распространяются ударные волны: продольная 1, поперечная t и поверхностная р, К приемнику 2 приходят поочередно (соответственно разнице в их скоростях) фро..:... продольной, поперечной и поверхностной волн. Экспериментально установлено, что при практическом равенстве амплитуд продольной и поперечной волн, амплитуда поверхностной волны в десятки раз превышает их амплитуды. Приемник 2 преобразует механические колебания в электрические (фиг.?д), которые затем через делитель

3 и усилитель 4 поступают на пороговое устройство 5. Импульс 1, сформированный из первой полуволны 1 пороговым устройством 5 при пороговом напряжении 13, проходит через открытый ключ б на дифференцирующий блок

7. Одновременно задним фронтом этого импульса запускается первый блок 8 управления, который вырабатывает импульс, запирающий ключ 6, что предотвращает попадание остальных полуволн

1 в дифференцирующий блок 7. Последний дифференцирует импульс 1 и формирует однополярные импульсы, соответствующие его переднему и заднему фронтам (фиг.2ж). Затем эти импульсы поступают на входы сдвиговых регистров 9 и )О, причем импульс, соответствующий переднему фронту, поступа= ет на вход регистра 9, а импульс, соответствующий заднему фронту — на вход регистра 10. С выхода "!" регистра 9 импульс (фиг.2з) поступает одновременно на второй вход формирователя

14 временных интервалов, останавливая счет времени t!, на синхронизатор 35, обеспечивая режим индикации результата измерения, а также на первый вход

1430761 формирователя 29 временных интервалов, обеспечивая начало счета длительности продольной полуволны Т . Снимаемый с выхода 1" регистра 10 импульс

5 (фиг.2и), соответствующий заднему

/ фронту импульса 1, поступает на второй вход формирователя 29, в результате чего останавливается счетчик 32 и хргнит информацию о длительности 1ð продольной полуволны Т (фиг.2к), По истечении времени блокировки (устанавливается экспериментально в зависимости от базы прозвучивания) ключ 6 открывается и пропускает на дифферен — 15 цирующий блок 7 импульс t сформированный пороговым устройством 5 из первой поперечной полуволны t на порого— вом уровне U„. Однополярные импульсы, соответствующие переднему и заднему 20 фронтам импульса t,, с выходов дифференцирующего блока 7 поступают на входы соответственно регистров 9 и 10.

С выхода "2" регистра 9 импульс, соответствующий переднему фронту им в 25 пульса, одновременно поступает

Ъ на формирователь 15 временных интервалов, останавливая счет времени t, на первый вход формирователя. 30 временных интервалов, обеспечивая нача- 30 ло счета длительности поперечной полуволны I 1.„ и на второй блок 37 управления, который вырабатывает управляющий импульс, резко снижающий коэффициент передачи делителя 3, а с выхода 2 регистра 10 импульс, соответ—

ll H ь 35 ствующий заднему фронту импульса 1 поступает на второй вход формирователя 30 временных интервалов, обеспечивая остановку счетчика 33 и хранение 40 в нем информации о длительности поперечной полуволны Т . В результате

1 снижения коэффициента передачи делителя 3 амплитуда первого вступления поверхностной волны р становится примерно равной амплитудам продольнои и поперечной волн, что обеспечивает единство измерения как времени их распространения ь, t, t p так и длительности полуволн принимаемых типов волн, Сформированный из первой поверхностной полуволны р пороговым устройством 5 на пороговом уровне

Уо, импульс p поступает через открытый ключ 6 на дифференцирующий блок

7. С выхода блока 7 однополярные импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам импульса р, поступают на регистры 9 и 10. С выхода

"3" регистра 9 импульс (фиг.2о), соответствующий переднему фронту импульса р, приходит одновременно на второй вход формирователя 16 временных интервалов, останавливая счет времени t, и на первый вход формирователя 31 временных интервалов, обеспечивая начало счета длительности поверхностной полуволны Т<. Снимаемый с выхода "3" регистра 10 импульс (фиг.2п), соответствующий заднему фронту импульса р1„ поступает на второй вход формирователя 31 временных интервалов, что обеспечивает остановку счетчика 34 и хранение в нем информации о длительности поверхностной полуволны Т (фиг.2р). Выработанный синхронизатором 35 импульс (фиг.2с), длительностью несколько секунд обеспечивает индикацию результатов измерения временных интервалов t, Задним фронтом импульса индикации производится сброс в нуль счетчиков 17 — 19 импульсов, одновременно ключи 20 — 22 обеспечивают подключение счетчиков 32 — 34 к индикаторам 23 — 25, а синхронизатор 36 вырабатывает им-. пульс, обеспечивающий (фиг.2т) индикацию результатов измерения длительностей полупериодов Т Т, Т (фиг.2у, ф, х) . По истечении времени индикации задним фронтом этого импульса с выхода синхронизатопа 36 осуществляется сброс в нуль счетчиков 32 — 34.

1!осле окончания цикла измерений второй блок 37 управления снимает управляющее напряжение с делителя 3, приводя его в исходное состояние.

Формула изобретения

Измеритель скорости распростра" нения ударных волн, содержащий электродинамический ударник, последовательно соединенные приемник, делитель напряжения, усилитель ° пороговое устройство и ключ, первый блок управления, вход которого подключен к второму выходу порогового устройства, а выход — к второму входу ключа, три цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных формиро-. вателя временных интервалов, первый вход которого соединен с электродинамическим ударником, счетчика импульсов и цифрового индикатора с дешифратором, второй блок управления, выход которого подключен к управляюще1430761

t

1 Э

t

t

t

t

С

У

ВНИИПИ Заказ 5331/41

Тираж 524

Подписное, Произв.-полигр. пр-тие„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4 му входу делителя напряжения, первый синхронизатор, первый сдвиговый регистр, три выхода которого соединены соответственно с вторыми входами фор5 мирователей интервалов времени, второй выход первого сдвигового регистра подключен также к вхору второго блока управления, вход первого синхронизатора соединен с первым выходом первого сдвигового регистра, а выход— с управляющими входами счетчиков импульсов, отличающий с я тем, что ° с целью расширения области применения эа счет обеспечения измерения частотных характеристик упругих волн, он снабжен дифференцирующим блоком, вход которого подключен к выходу ключа, вторым сдвиговым регистром, тремя дополнительными цепями, каждая.из которых состоит иэ последовательно соединенных формирователя временных интервалов и счетчика импульсов, тремя дополнительными ключами, первые входы которых подключены 25 соответственно к выходам первого, второго и третьего счетчиков импульсов, а выходы — к входам первого, второго и третьего цифровых индикаторов с дешифраторамн, и вторым синхронизатором, вход которого соединен с выходом первого. синхронизатора, а выход — с управляющими входами счетчиков импульсов, дополнительных цепей, первый и второй выходы дифференцирующего блока связаны соответственно с входами первого и второго сдвиговых регистров, первый и второй входы формирователей временных интервалов дополнительных цепей соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими выходами первого и второго сдвиГовых регистров, вторые входы дополнительных ключей подключены к выходам соответственно первой, второй и третьей дополнительных цепей, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом первого синхронизатора.