Способ определения первого вступления акустического сигнала в однородных средах

 

Использование: в ультразвуковых исследованиях однородных материалов, а также горных пород. Сущность изобретения: принимают акустический сигнал, преобразовывают два уровня сигнала, противоположных по знаку. Первый уровень устанавливают на спаде полуволны с первым максимальным значением, а второй - на спаде следующей за первой полуволны. При этом величины уровней устанавливают в зависимости от амплитудных значений полуволн и сохраняют постоянным отношение величин порогов к амплитудным значениям соответствующих полуволн. 1 ил.

союз сОВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51).> G 01 Ч 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫ(1 КОМИТГТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЛМ И ОТКРЫТИЛМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4765138/25 (22) 05.12.89 (46) 23.07.92. Бюл. ¹ 27 (71) Научно-производственное объединение

"Сибцветметавтоматика" (72) l0,М;Зиновьев и А.В.Мищенко (56) Авторское свидетельство СССР № 945677, кл. G 01 и 29/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N -1035504,,кл. G 01 N 2299//0000, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРВОГО

ВСТУПЛЕНИЯАКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА

В ОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано в ультразвуковых исследованиях при измерении времени распространения сигналов в однородных средах: жидкостях, расплавах; материалах, также квазиоднородных горных породах.

Известен способ определения первого вступления сигнала при измерении времени распространения акустических волн в среде, заключающийся в том, что принимаемый акустический сигнал преобразовывают в электрический, устанавливают два уровня электрического. сигнала и определяют начало отсчета времени между двумя сигналами путем уменьшения времени достижения фронтом сигнала первого уровня на время коррекции, равное разнице между временаMM дости>кения передним фронтом сигнала указанных уровней.

Недостатком этого способа является низкая точность измерений в среде с заметным затуханием акустических сигналов, что

«БЫ 1749868 Al

{57) Использование: в ультразвуковых исследованиях однородных материалов, а также торных пород, Сущность изобретения: принимают акустический сигнал, преобразовывают два уровня сигнала, противбположных по знаку, Первый уровень устанавливают на спаде полуволны с первым максимальным значением, а второй— на спаде следующей за первой полуволны, При этом величины уровней устанавливают в зависимости от амплитудных значений полуволн и сохраняют постоянным отношение величин порогов к амплитудным значениям соответствующих полуволн, 1 ил.!

I характерно для вгорных пород и некоторых материалов.

Наиболее близким к изобретению является способ определения первого вступле В ния сигнала при измерении времени распростоанения акустических волн, заклю- 4 чающийся в том, что принимают акустиче- Ф» ский сигнал, преобразовывают его в Ч3 электрический, устанавливают два уровня QQ электрического сигнала, равных по уровню, ( но противоположных по знаку, определяют Q) начало отсчета путем уменьшения времени дости>кения фронтом сигнала первого уровня t:,ë время коррекции, равное половине времени измерения спада сигнала от первого до второго уровня.

Недостатком этого способа является низкая точность измерений в средах с большим коэффициентом затухания по амплитуде, например в материалах и квазиоднородных горных породах, при работе с сигналами, имеющими форму затухающей синусоиды.

1749868

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже приведена временная диаграмма сигнала.

Способ определения начала отсчета при измерении времени распространения акустических волн заключается в следующем.

Измеряют и запоминают амплитудное значение максимальной полувопны Umi, устанавливают величину порога Uni, равное К>

xUmi, при этом коэффициент К лежит в интервале от 0 до 1, фиксируют время ti достижения задним фронтом (спадом) сигнала порога Uni. Затем измеряют амплитудное значение полувопны, следующей за максимальной 0г, определяют и устанавливают порог Un2 = KUm2 и фиксируют время тг достижения спадом полувопны, следующей за максимальной порога Unz. Далее расчетным путем определяют первое вступление то.

При реализации способа (фиг. 2) принймаемый акустический сигнал на протяжении первого видимого периода аппроксимируется отрезком синусоиды постоянной частоты с амплитудными значениями Umi и Um2.

В начале определяют интервал времени от перехода амплитуды через первый порог

Uni до перехода через нулевой уровень, т.е.. тр - ti = ar sinK;

N (1)

13п1 Un 2

Um1 Um2 где К= =,, отсюда тр > ti + — аг sin K, Т

2_#_ (2) где N- угловой период;

Т вЂ” частота колебаний выделенного фрагмента сигнала;

tp — расчетное время пересечения нулевого уровня спадом максимальной попуволны.

Подставляя Т = 2(тг - ti), (3)

5 тг -ti получаем тр =ti+ агс sin К, (4) аналогично to - tp - — = tp - (тг - ti) . (5)

Т

Ф. и,подставпяя в формулу (7) выражение (6), 10 получаем искомое время первого вступления:

tp =2ti - тг+ агс sin К (6) тг -ti

Л

Использование предлагаемого способа

15 определения первого вступления при измерении времени распространения акустических сигналов в однородных материалах и. горных породах позволяет повысить точность определения прихода волны при из20 мерении времени распространения акустических сигналов, так как уменьшает погрешность измерения при наличии амплитудного затухания сигналов.

Формула изобретения

25 Способ определения первого вступления акустического сигнала в однородных средах, включающий прием акустического квазисинусоидального сигнала, преобразование его в электрический, установление

30 двух противоположных по знаку уровней сигнала, по времени совпадения которых с текущими его значениями рассчитыва1от время прихода первого вступления сигнала, при этом первый уровень выбирают на спа35 де первой полуволны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, второй уровень устанавливают на спаде второй полуволны, а величины уровней задают, исходя иэ постоянства соотно40 шений амплитуд соответствующих полуволн и пороговых уровней.

1749868 и, Составитель В.Коптев

Редактор В,Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская

Заказ 2595 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101