Устройство для измерения скорости распространения акустических продольной и поперечной волн в твердых средах
т,111 4765ОО
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Спнтз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.01.73 (21) 1871000/25-28 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Оп«бликoBaiio 05.07.75. Бюллетень ¹ 25 (51) Ч. Кл. б 01п 29,04
Государственный комитет
Совета Мкннстров СССР 1
53) УДК 620.179.16 (088.8) ло делам изобретений н открытий! Дата опубликования описания 14.11.75 (72) Автор изобретения
А. С. Дурасов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ П РОДОЛ ЬНОЙ
И ПОПЕРЕЧНОЙ ВОЛН В ТВЕРДЫХ СРЕДАХ
Известно устройство для измерения скорости распространения акустических продольной и поперечной волн в твердых средах, на .ример бетоне, содержащее одцолучевой осциллографический индикатор, синхронизатор, соединенныс с его выходами три последовательно включенные цепи, состоящие в первой це11и из блока ттостоянной задержки времени, генератора воaáó>êдающих импульсов и выносного, например, пьезоэлектрического излучателя акустических импульсов, во второй— из блока регулируемой задержки времени и триггера, соедтп1спного с управляющим электродом индикатора и в третьей — из блока измерительной задержки времени, блокинг-гене- 15 ратора амплитудной метки времени и одновибратора задержки гашения луча индикатора, в которой выход блокинг-генератора метки времени соединен с одной из вертикально отклоняющих:1ластип ш1дикатора, à выход од- 2О новибратора — со степным в«одом триггера; выносной акустический:1рпемник и соединенIIbIII с основным его пьезоэлементом усилитель, вы«од которого подключен к одной пз горизонтально отклоня1оп;и«;!ласттш nnZIII axopa. 2
Цель изобретения —;ювышенпе точности измерений cкорости рас:IpncrpancnFIII по iepc tпьтх вол .1. ,11,ля этого:трсдлагаемос устройство снабжсiIo inIIoлпптельпым усилителем сигналов, со- ЗО едштепным входом с дополнительным:Iücçîэлсментом приc«tnènà, воспринимающим ортогональную основной, компоненту акустического сигнала, а выходом — - с другой вертикально отклоняющей пластиной, а также тем, что оно снабжено дополнительным генератором амплитудной метки, в«од которого соединен с триггером, а выход подключен к выходу ocitoBного блокпнг-генератора метки.
Благодаря этому повышается точность измерений скорости рас:1ространенпя поперечной волны.
На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; Fla фпг. 2 -- импульсныс диаграммы отдельных узлов устройства; на фпг. 3 — осциллограмма.
Устройство для измерения скорости рас:Iðîстранения акустически«продольных и по11еречных волн в твердых средах содержит синхронизатор 1. подключенную к одному !Ia его выходов последовательно соединенн«ю це:ii, состоящую пз блока 2;iocrotlni оп .-адер>ккп времетти, генератора 3 возбуждающих пм;1ул1.— сов и излучателя 4: двухкомпонентный приемник с пьезоэлементами 5 и 6 и соедипенньц с пьезоэлементами усилители 7 и 8. Б устройстВо входят, кроме того, цепь засветки луча индикатора и формирования путевой метки врем е н и, и о д к л! о -i c t i i i a B к о B To p n > I в!.! «о д м c I I I I«роки затора Ii состnя1цая 111 tnсл, доватсльно
476500
c0c;I IflIcII JIJ J < Огlol Времени, триггер» 10, 0:ц!овибратором 11 10: JO.7 H1lTC,1bIIO1f BB.7Cpi1<1<11 II б),101 «тонным входом триггера 10. Принцип действия предлагаемого устройстВа заключается в следующем. Синхронизатор 1 выдает синхроимпульсы 18 в моменты времени Тр, которые направляются в три цепи: возбуждения акустического сигнала, засветки 7у;а индикатора и измерения времени. Выходпые сигналы каналов засветки луча и измерения времени ис !ользуются для задержанного за:!уска блоков до:!олнительной нулевой метк;! врс»«JIJI М) и гашения луча. В цепи возбуждения акустического сиги»)B синхросигнал подается на вход блока 2 фан7астронной задержки времени, с Выхода которой в момент времени Т! поступает импульс 9 на запуск генератора 3 возбуждающих им; ульсов 20, которые имеют вид !!ерепадов па;!ряжения. В результате импульсного возбуж;feIII»I пьезоэлектрический излучатель -1 Выдаст акустические сигналы, которые в испытываемом материале преобразуются в им!!ульсы у:!ругих волн 21. У.!ругие волны распространяются от излуча1сля к приемнику по материалу, в частности вдоль поверхности материала. Цепь засветки луча индикатора 13 срабатывает в момент времени Тгь когда прекратилось действие паразитных импульсных паводок на цепи усилителей 7 и 8 сигналя. Д7я этого синхропмпульс проходит через блок 9 фантастронной задержки времени, вырабатывающий импульс 22, после чего запускается триггсрпый генератор 10, вырабатывающий:!рямоугольные засвечивающие импульсы 23 напря)кения. Выход триггера соединен с у:iðавляюlllим электродом индикатора 13. Сигнал, полученный в результате дифференцирования переднего фронта засвечивающего им.!ульса 23 используется для запуска о;гпоВпбратора 11, задним фронтом импульса 24 которого в момент времени Т-„запускается блокинг-генератор 12, вырабатывающий импульс 25 до1!олпительпой нулевой )!«!i
В;!риоорс lie вырабатывастся каких-либо a:ip;iженип для временной развертки луча, noi)70å0«. пока;Iкустичсский сигпа.7 по х!атериаэтому в результате OHHcBIIIIblx взаимодействий лу пе достиг вукоприемника, луч остается не«од«иж ым и ь центре экрана индикатора цаб 7!ода«та! (фиг. 3) то,тько светящаяся точка «выбросом 11>. По истечен!ш «ремспи Т„, неооходимого для прохожде !1я сигпа7B::о материалу от излучат«л;: -1 — до приемника, !!оверхность контролиJ) \ ci»0 f cJ)!. .;fû «To»He:!J) !Ical» JlPJI ;!ьезоэлемсптами 5 и G «электрические сигналы 26 и 27, проходящие через основной 7 и ;i0полнительный 8 усилители, соответственно на вертикально и горизонтально отклоця!Ощие З5 liëàñòèíû индикатора. Формирование импульса 29 основной метки времени М, 1!роизводится запуском блока 16 задним фронтом импульса 28 блока 15 задержки. Окончание формирования импульса 23 ЗО триггера осуществляется задним фронтом им:!ульса 30 одновибратора 17. В результате одновременного действия усилен ых компонент сигнала па луч индикатора, в плоскости экрана происходит геометрическое :35 сложение ортогоиальных компонент и воспроизводится кругшомасштабное изображение (фиг. 3) траектории колебаний поверхности материала. Х !рактсрцым участками траектории при Jiocblëêñ акустических сигналов Вдоль поверх-! юсти материала, при приеме сигналов прошсдш..fx вдоль поверхности материала, явля-! О!С11:!»чало движения луча из положения Iloкоя (точка Л) и переход от эллиптического > спирального движения луча к вертикальному выбросу с большой ам !литудой (точка Б) . Начало движения соответствует приходу фронта:!родольных упругих волн, начало выброса — —:fj) iixo;fy фронта импульса:!оперечных волн. Могут также регистрироваться моменты :!рихода фронта импульса иаиболсс медленных — рэлеевских поверхностных волн, для которы: характерно закручивание iio спирали В направлении противоположном закрутке воз55 IIIIJ<»iofllpII от прихода 1!родоль ых волн. Измерение времен распространения фронтов li)i:!ульсов у1!ругих волн от излучателя до при«мнпк» Вы«о»ls!«icfi с ис!!ользованием це:!и и!! пзмер«пия Времени отсчетом !ю шкале блока 15 измерительной задержки времени. ) Становк» пуля эгой шкалы производится до начал» If ìcðåIIIfIf прп Ilc;Joe()c,Tcò«cílioé подаче акустического «игч!»ла с излучателя иа ipHC)!!!if!<è . ут« I !одстройки блок» 2 задеj)>KI 476500 Предмет изобретения 1. Устройство для измерения скорости распространения акустических -продольной и поперечной во.-.н в твердых средах, например бетоне, содержащее однолучевой осциллографическии индикатор, синхронизатор, соединенные с сго выходамн "оследовательно включенные цепи, состоящи» в первой цепи из блока:10стоянной задержки времени, генератора возбуждающих импульсов и выносного, например. пьезоэлектрического излучателя акустических пмпульсов, во второй — из блока регулируемой задержки времени и триггера, сосдинен11oI0 с у; равляющим электродом индикатора и в третьей — и ) блока измерительной задержки времени, блокинг-генератора амплитудной метки времени и одновибратора задержки гашения луча индикатора, в которой выход блокинг-гснератора метки времени соединен с одной из вертикально отклоняющих пластин индикатора. а выход одновибратора — со стопным входом триггера; выносной акустический ".риемник и соединенный с основным его пьезоэлементом усилитель, выход которого подключен к одной из горизонтально отклоняющих пластин индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измеренш скорости распространения поперечных волн, оно снабжено дополнительным усилителем сигналов, соединенным входом с дополнительным пьезоэлементом приемника, воспринимающим ортогональную основной, компоненту акустического сигнала, а выходом — с 15 другой вертикально отклоняющей пластиной. 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным генератором амплитудной метки, вход которого соединен с триггером, à выход подключен к вы20 ходу основного блокипг-генератора метки. 476500 1 ! ) !! !! ! 1 Р!! !! ! 76 ! р/ 7 Составитель И, Кесонн Редактор В. Другова Текред Т. Миронова Корректор В. Брыксина Заказ 2744,3 Изд. № 884 Тираж 902 11одписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам и-обретений и открь. тий Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4,5 1 ! 1 ! ! I. 1! ! Т, 1и! огр;!фия. Ilp. Сапунова, 2
