Прибор для измерения скорости ультразвука в твердых и жидких средах

 

ОПИ САН=И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ ти) 423377

6сва советских

1"оциалистичвских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.01.73 (21) 1866194/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 08.04.75 (51) М. Кл. б 0111 5/00

Государстйвййык KN итет

Совета Министров СССР йо делам изооретаиий и открытий (53) УДК 534.632(088.8) (72) Авторы изобретения

О. И. Гуща, В. П. Троценко и В. К, Лебедев

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЪТРАЗВУКА

В ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ СРЕДАХ

Изобретение может применяться для изучения свойств материалов на основе измерения скорости распространения ультразвука.

Известны приборы для измерения скорости ультразвука в твердых и жидких средах, содержащие последовательно соединенные генератор, преобразователь, усилитель, детектор и пересчетный блок, нагруженный на генератор, вход которого связан с выходом усилителя блоком автозапуска. Однако невозможно измерение скорости ультразвука в твердых и жидких средах в условиях одностороннего доступа.

Цель изобретения — обеспечение измерения в условиях одностороннего доступа. Это достигается тем, что введен блок электронного ключа, вход которого связан с выходом генератора, а выход — со входом усилителя.

На чертеже показана блок-схема прибора.

Прибор содепжит генератор 1, ультразвуковой преобразователь 2 с реверсивными свойствами, который под действием приложенного к нему электрического сигнала возбуждает в среде 3, с которой он связан, механические ультразвуковые колебания, а под действием приложенных к нему механических ультразвуковых колебаний, приходящих из измеряемой среды, вырабатывает электрический сигнал, и усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления (АРУ), усиливающий электрические колебания (радиоимпульсы). С первого выхода усиленные радиоимпульсы передаются на вход амплитудного детектора 5, детектирующего входные радиоимпульсы по огибающей.

5 Полученные на его выходе видеоимпульсы поступают на вход «счет» пересчетного блока 6 от детектора. Счетный код — десятичный номер и пересчета (n отражения) устанавливается переключателем П 1. После выделения

10 синхроимпульса из каждой серии видеоимпульсов блок 6 переводится в начальное состояние счета импульсом, поступающим на его вход «сброс» от генератора 1. Сформированный синхроимпульс с выхода пересчетного

I5 блока 6 идет на первый канал входа генератора 1.

Прибор имеет блок автозапуска 7, генерирующий импульсы с постоянной частотой следования в случае отсутствия сигнала -АРУ, 20 поступающего на его вход от усилителя 4.

Импульсы с выхода блока автозапуска 7 подаются на второй канал входа генератора 1, производя запуск последнего на постоянной частоте следования. Электронный ключ 8 при

25 наличии на ультразвуковом преобразователе

2 мощного электрического сигнала от генератора 1 отключает вход усилителя 4 от воздействия этого сигнала. В этот момент, когда преобразователем 2 вырабатываются слабые

З0 электрические сигналы, ключ 8 подключает

423377

Подп испо:

Тираж 740

Изд. ЛЪ 425

Заказ 828/2

Типографии, пр. (.апупоиа, 2 вход высокочувствительного усилителя к преобразователю 2.

Приняв за исходное состояние схемы момент, когда импульсы ультразвуковых колебаний не проходят через измеряемую среду 3Ä рассмотрим работу предлагаемого прибора до начала процессов в амплитудном детекторе 5.

С преобразователя 2 через электронный ключ 8 на вход усилителя 4 не поступают радиоимпульсы, поэтому íа втором выходе усилителя 4 отсутствует сигнал АРУ. Не получая сигнала АРУ, блок автозапуска 7 выдает импульс на второй канал входа генератора 1, запуская его. Первый мощный электрический импульс от генератора 1 воздействует на ключ

8, который отключает вход усилителя 4 от воздействия этого же электрического импульса. Мощный импульс ультразвуковых колебаний передается в измеряемую среду 3 преобразователем 2. Когда эти колебания возвращаются к ультразвуковому преобразователю

2 от противолежащей плоскости, на нем вырабатываются слабые электрические сигналы, и ключ 8 подключает преобразователь 2 ко входу усилителя 4. Дополнительный импульс через отдельный выход генератора 1 идет на вход «сброс» пересчетного блока 6, переводя последний в начальное состояние счета.

Поскольку одновременно наблюдается большое количество отраженных от противолежащих плоскостей измерения ультразвуковых импульсов, сигналы, выработанные преобразователем 2 и затем прошедшие через электронный ключ 8 на вход усилителя 4, на выходе последнего состоят из ряда убывающих по амплитуде радиоимпульсов. Эта серия радиоимпульсов, полученная от одного мощного импульса ультразвуковых колебаний, прошедшего через измеряемую среду 3, с первого выхода усилителя 4 поступает на вход детектора

5, где подвергается амплитудному детектиро5 вапию. Одновременно со второго выхода усилителя 4 сигнал АРУ подается на вход блока автозапуска 7. В этот момент выдача импульсов блока автозапуска 7 прекращается. Следующий запуск генератора 1 поэтому может

10 произойти только через первый канал входа, пропускающий импульс от пересчетного блока 6. Далее процесс выработки синхроимпульса и-го отражения для режима автоциркуляции аналогичен.

15 Скорость ультразвука, проходящего через измеряемую среду, определяется по формуле

У=2иР„1 м/сек, где и — номер пересчета (отражения);

20 F„— частота автоциркуляции на и-ом номере отражения, 1/сек;

l — толщина измеряемой среды, м.

Предмет изобретения

Прибор для измерения скорости ультразвука в твердых и жидких средах, содержащий последовательно соединенные генератор, преобразователь, усилитель, детектор и пересчет30 ный блок, нагруженный на генератор, вход которого связан с выходом усилителя при помощи блока автозапуска, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения в условиях одностороннего доступа, он снабжен

35 блоком электронного ключа, вход которого связан с выходом генератора, а выход — со входом усилителя.