Устройство для измерения скорости ультразвука

 

О П И С А Н И Е пн5з2во7 изоьеитинил

Союз Советских

Социалистических

Республик

-.:-=;--.:-:,. 1

3 т

- l (51) М. Кл.

601 Й 29/00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22,10.75 (21) 2183346/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.10.76.Бюллетень ¹39 (45) Дата опубликования описания 17.02.77

Гааудврственны1й комитет

Совета Миниатрав СССР по делам изооретенчй и открытий (53) VÄK 620.179,16 (088.8) Г. A. Сапоп, Я.;, Сериков, Л. П, Т мошенко и В, М. Резник (72) Автовы изобретения (71) Заявитель

Харьковский институт радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к устройствам дпя измерения сКоросТМ распространения упьтразвука в материалах, например пластмассовых изделиях, монокристаппах и строительных материалах. 5

Известен цифровой автоматический измеритепь скорости распространения упьтразву-ковых копебаний, содержащий ударное устройство возбуждения, генератор-синхронизатор, пьезопреобразоватепь-изпучатепь, 10 два принимающих преобразователя, два канала усиления и преобразоватепь временного кода в цифровой код с индикатором (1), Такой измеритель снабжен системой приведения амплитуд сигналов к одному уров- 15 ню, системой автоматического усреднения резупьтатов и фазоинверсным каскадом.

Однако наиболее бпизким по технической сущности к изобретению является измеритень скорости ультразвука в материалах, содер- 20 жащий генератор зондирующих импульсов, соединенный с выходом синхронизатора и изпучатепем,приемник, усилитель и триггер (2).

Определение скорости распространения ультразвуковых колебаний, как одной из 25 характеристик физико-механических свойств материалов, производится через измерение времени прохожде ия ультразвука по образцу, а также измерение размера исследуемого образца в направпении поозвучивания метрическими инструментами (,например, штангенциркулем} с поспедующим депением резупьтатов измерений.

Однако этим устройствам свойственна малая точность спредпетыя размера образца (а ) из-за неидентичности установки датчиков B t loMeH r измерения Времени рас пространения (Ф: ) и метрического инстру/ мента при изб ерении (а перекос, шероховатость повергшие,—.: образцов и т. д.),низкая информативность. спожность испопьзования в системах автоматического контроля качества издепий.

Бель изобретения — непосредственное цифровое измерение скорости упьтразвука.

Достигается это тем, что устройство содержит дополнительные изпучатепь и приемник и механическое устройство, попарно связывающее приемник и допопнитепьный приемник, изпучатепь и допопнитепьный

5328 изпучатепь, коммутатор, к входам которого подключены приемник и дополнитепьный приемник, а выход которого соединен с входом усипитепя, блок преобразования, подключенный к триггеру и последовательно соединенный с депитепем, бпоком умножения и блоком цифрового измерения, подключенным к узпу автоматики, соединяющему синхронизатор с триггером и коммутатором.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из изпучателя 1, приемника 2, механического устройства 3, 15 дополнительного излучателя 4, допопнитепьного приемника 5, узпа автоматики 6, синхронизатора 7, триггера 8, блока цифрового измерения 9, коммутатора 10, усилителя 11, генератора зондирующих импуль20 сов 12, блока преобразования 13, делителя величин 14, блока умножения 15.

Устройство работает следующим образом. Излучатель 1 и приемник 2 устанавпивают на испытываемом изделии. Механи- 2Ь ческим устройством 3 выставляют дополнительный изпучатепь 4 и дополнительный приемник 5 таким образом, чтобы их излучающие поверхности находились за пределами образца. При включении прибора @» узел автоматики 6 устанавпивает синхронизатор 7 и триггер 8 в исходное состояние, вырабатывает сигнал сброса на "0", действующий на блок цифрового измерения

9, и посыпает управпяющий сигнал на ком мутатор 10. При этом обеспечивается прохождение сигнапа от дополнительного приемника на вход усипитепя 11, Измерение вепичины скорости ультразвука производится следующим образом. Синхронизатор 7 запускает генератор 12 зондирующих импупызов, возбуждающий оба изпучателя 1,4 и одновременно опрокидывает триггер 8. Сигнал от дополнительного, изпучателя 4 проходит по воздуху расстояние, равное размеру испытываемого образца, а сигнап, возбужденный излучателем

1, проходит тот же путь по материапу издепия. Через коммутатор 10 от дополнительного приемника 5 на вход усилителя

11 поступает сигнал, повторно опрокидыва юший триггер 8. Таким образом, на выходе триггера 8 получаем импульс, длительность которого равна времени прохождения по воздуху ультразвуковыми колебаниями расстояния, равного размеру образца. Зтот импульс передним фронтом запускает блок

07

4 преобразования 13 временного интервала в напряжение. На выходе попучают напряжение, величина которого пропорциональна длительности действующего импульса.

При повторном сигнапе синхронизатора 7 генератор 12 зондирующих импульсов запускается вторично, коммутатор 10 устройства обеспечивает подключение приемника 2 к входу усилителя 11, а на выходе триггера 8 формируется второй импульс, длительность которого равна времени прохождения упьтразвука в материале обри»ца

Блок преобразования 13 формирует второе напряжение, величина которого будет соответствовать длительности второго временного интервала. С выхода блока преобрм»оэания оба эти напряжения поступают на вход аналогового делителя величин 14. После выпопнения операции деления, блок умножения 15 производит аналоговое умножение резупьтата на постоянную вепичину.

Цифровым измерителем 9 устройства произ водится измерение вычисленной вепичины скорости и индикация ее в цифровом виде.

Узел автоматики 6 формирует время индикации результатов измерения.

Формула изобретения

Устройство дпя измерения скорости ультразвука, содержащее генератор зондируюIQHX ИМПУПЬСОВ, соединенный C BbIXOgOM CHII» хронизатора и излучателем, приемник, усипитель, соединенный с триггером, о т и ич а ю щ е е с я тем, что, с цепью непосредственного цифрового измерения, оно содержит дополнительные излучатель и приемник, механическое устройство, попарно связывающее приемник и дополнительный приемник, изпучатепь и дополнительный изпучатепь, коммутатор, к входам которого подключены приемник и дополнительный приемник, а выход которого соединен с входом усилителя, блок преобразования, подкпюченный к триггеру и поспедоватепьно соединенный с депитепем, блоком умножения и бпоком цифрового измерения, подключенным к узлу автоматики, соединяющему синхронизатор с триггером и коммутатором.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Авт.св. СССР № 211133, М.Кп 6

01 Н 5/00, 09,11.66.

2. Авт.св. СССР № 393670, М.кп 6

01 И 29/04, 29.07.7 1 (црототип) .

5 328 07 — 3

Составитель Е. Артамонова

Редактор E. I ончар Техред О. Луговая корректор С. Шекмар

Заказ 5451/208 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,