Цифровое устройство измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний

 

О П И С А Н И Е, н1), 446824

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 24. 04. 72 (21) 1776893/18 0 (51) M Кл.ЯОХл29/00 с присоединением заявки

Государственный комитет

Совета Министров СССР

fl0 делам изооретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано К5.Л.О. 74 Бюллетень № 38 (53) УЛ.К 534. 6 (088.8) (45),дата опубликования описания14, П, 74 (72) Авторы изобретения

В.M.MÓÑÎÍΠи H.È.×ÈÁÏÈÇ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ им. Л.В.КИРЕНСКОГО (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЕЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

ХЕЬТРА ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИИ

Изобретение относится к области ультразвуковой измерительной техники.

Известны устройства для измерения скорости распространения . 5 ультразвуковых колеоаний, содеращие электроакустичевкий датчик с у@ерным стержнем и исследуемым объектом, соединенный с усилителем, подключейным к осциллографу, и геке-1О ратором радиоимпульсов, и схему вы-, деления синхроимпульсов, содержащую электрический счетчик.

Однако эти устройства имеют сравнительно низкую точность при 15 измерениях затухания акустических колебаний вблизи точек фазовых переходов в сегнетоэлектрических кристаллах за счет искажения формы огибающей отраженных импульсов. Эти 20 искажения вызывают временные сдвиги импульсов на выходе схемы формирования и, соответственно, изменения частоты повторения в кольцевой схеме. 25

2 для повышения точности измерения скорости распространения ультразвуковых колебаниИ предлагаемое устроиство содержит генератор коротких видеоимпульсов, соединенный с частотомером и схемой выделения синхроимпульсов, и дополнительную схему выделения двух импульсов из последовательности остроконечных импульсов, соединенную с генеюатоом коюотких видеоимпульсов, схемой

ыделения синхроимпульса и генератором радиоимпульсов и состоящую из первого триггера, подключенного через схему совпадейий к второму триггеру, причем выход второго триггера присоединен к входу первогс триггера, а вход схемы совпадений соединей с высокочастотным генератором.

На фиг.I представлена блоксхема предлагаемого устройства; на фиг.P. - графики, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор

446824

1 остроконечных видеоимпульсов, частотомер 2, схему 5 выделения синхроимпульса, схему 4 совпадениЙ, первый трйггер 5, второй триггер 6, генератор 7 радиоимпульсов, датчик 8, буферный стержень 9, исследуемый объект К, усилитель П, осциллограф 12, схему 15 выделения последовательности из двух импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры

5 и 6 находятся в нулевом положении и схема 4- ь закрытом состоянии.

Генератор 1 вырабатывает короткие импульсы (фиг.2а), частота которых контролируется частотомером 2. Эти импульсы поступают на схему 5 и схему Ы. Схема 5 вырабатывает кооткие импульсы низкой частоты фиг.2б),синхронные по частоте с импульсами генератора Х.

Выходным импульсом схемы синхронизации триггер 5 переключается в состояние Ч" {фиг.2в, открывая схему 4. Очередной импульс с генератора .Х через схему 4 запускает триггер 6 в состояние Ч" (фиг.2r).

Этот триггер включен в счетном режиме, поэтому после прихода на его. вхоп второго импульса триггера 6 возвращается в исходное состояние и задним фронтом выходного импульса этого триггера происходит сброс триггера в исходное нулевое состояние, в результате чего закрывается схема 4. Таким образом, с поступлением каждого синхроимйульса на выходе схемы совпадениИ селектируются два импульса из последовательности, поступающей с генератора 4 причем расстояние между этими имйульсами равно периоду следования импульсов генератора Й и (фиг.2д).

1(аждый из двух импульсов запуска т генератор 7, вырабатывающий два радиоимпульса (фиг.2е), расстояние между которыми равно расстоянию между запускающими импульсами. Генератор 7 выполнен по схеме ударного возбуждения, поэтому начальные фазы радиоимпульсов одинаковые. Получеыные радиоимпульсы поступают на электроакустическиИ преобразователь датчика 8. Акустические импульсы датчика 8 через буферный стержень 9 поступают на исследуемый объект LO. Многократно отраженные импульсы выделяются на электроакустическом преобразователе датчика в виде серии затухающих радиоимпульсов. 1(оличество таких импульсов зависит от величины акустическиж потерь в образце и различно в зависимости от исследуемого вещества и его фазового состояния.

При поступлении двух радиоимпульсов, расстояние между которыми равно двойному времени прохождеыия акустических импульсов в

10 образце, происходит наложение последовательностей многократыо отраженных импульсов, образованных первым и вторым импульсами, таким образом, что первый отраженныИ им15 пульс второй серии совпадает с вторым отраженным импульсом первой серии и т.д. Условное положение налагающихся серий импульсов приведено ыа фиг.2ж, з, и.

20 Рассмотренное совмещение производят путем перестройки частоты генератора 1, в результате чего меняется расстояние между радиоимпульсами до тех пор, пока не про25 изойдет полного совмещения по фазе отраженных импульсов первоИ и второи серии. Совмещение контролируется осциллографом I2 соединенным с датчиком 8 через усйлитель II.

Скорость распространения ультразвуковых импульсов будет равна:

v= = г I,, где — толщина исследуемого образца.

Таким образом, при исследовании образцов, в которых происходит искажение формы огибающей отраженных импульсов, эти искажения оказываются одинаковыми и при совмещении взаимно накладываются. При точном наложении, когда достигает35

45 ся максимальная амплитуда совмещенного импульса, дополнительных искажений не происходит.

ПРЕДМ.ЕТ NBOEPFTEHMH

Цифровое устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебании, содержащее электроакустический датчик с буферным стержнем и исследуемым

55 объектом, соединеыный с усилителем, подключейным к осциллографу, и генератором радиоимпульсов, и схему выделения синхроимпульсов, содержащую электрический счетчйк, о ты л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит генератор коротких видеоимпульсов, соединенный.с частотомером

446824

5 и схемой выделения синхроимпульсов, и дополнительную схему выделения двух импульсов из последовательности остроконечных импульсов, соединенную с генератором короткйх видеоимпульсов, схемой выделения синхроимпульса и генератором радиоимпульсов и состоящую из первого триггера, подключенного через схему совпадений к второму триггеру, причем выход второго триггера присоединен к

g входу нервого триггера, а вход схемы совпадений соединен с высокочас- . тотным генератором.

446824

Риг. 2

Составитель В «ПЩ)ОРОВ

Редактор И«ЩубЕНВ Техред И, КаРВНВДВЩОВВ

Заказ 33lg Изд. И Ыб Тираж Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24