Цифровой измеритель скорости ультразвука

 

ная

О П И - А — "Н-"И. Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11, 785733

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к акт. свил-ву (22) Заявлено 01.11.77 (21) 2538866/25-28 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 N 29/00

Гаеударетванный квинтет (28) Приоритет ао делан изобретений и открытий

Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

jl,àTa опубликования описания 07,12.80 (53) У,Д,К 620.179. .16 (088.8) А, В. Тамулис, С. И. Антанайтис, P.— И,Ю. Кажис,, И. П. Якутис и П.— Б, П. Милюс (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к устройствам для неразрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано при создании автоматизированных систем контроля, Известно -устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор колебаний, генератор импульсов высокой частоты, излучатель, приемник, усилитель и счетчик (11.

Недостатком его являются низкая точность измерений.

1О

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является цифровой измеритель скорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, излучающий и принимающий !

5 преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разностиый делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер, второй ключ и счетчик импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера. (2).

Недостатком его является низкая точность измерений, Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель скорости снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход — к выходу генератора тактовых импульсов, а выход — к входам второго ключа, первого триггера и генератора импульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с первым входом делителя частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами и соединенной также со вторым входом первого ключа, На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство содержит последовательно соеди.ненные генератор 1 импульсов, излучающий

5733 4, теля 4. Эти импульсы переводят первый триггер 5 в единичное состояние и запускают гене, ратор 1 импульсов.

Импульсы с выходов триггера 5 и 14 длительностью т и т, где r> — задержка в цепи запуска генератора, поступают на схему

ИЛИ 15, на выходе которой образуется импульс тд = тс + т Этот импульс открывает ключ 7, на второй вход которого поступают

Е импульсы с выхода кварцевого генератора 6.

Импульсы, количество которых в серии равно; и= — +1, Э то где т, — время прохождения ультразвука от излучателя до приемника; т — задержка в электронных схемах, Сигнал с выхода усилителя 4 переводит триггер 14 в нулевое состояние, и в делитель 13 частоты записывается единица.

Ультразвуковой сигнал, излученный преобразователем 2, проходит исследуемую среду и при ннмается преобразователем 3, в котором преобразуется в электрический и поступает на основной вход усилителя 4. В усилителе 4 электрическии сигнал усиливается, проходит первичную и вторичную обработку, и формируется сигнал с нормированной амплитудой и длительностью, задержанный на время т относительно сигнала на входе усилителя 4, где т — задержка в приемнике. Сформированный сигнал с выхода усилителя 4 подтверждает предыдущее (нулевое) состояние триггера 14, а также переводит делитель 13 частоты в нулевое состояние. При этом на входе делителя частоты образуется серия импульсов, из которых на выхс де делителя формируются импульсы, соответствующие по времени сигналу иа выходе уснлиТг

142 тЕ,+ т

+ 1

3 78 преобразователь 2, принимающий п рео бразователь 3 и усилитель 4, первый триггер 5, первый вход которого соединен с выходом генера-. тора 1, последовательно соединенные кварцевый генератор 6, первый ключ 7, разностный делитель 8 частоты, второй вход которого. подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер 9, второй ключ 10 и счетчик 11 импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор 12 тактовых имну,.выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера, делитель

f3 частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход — к выходу генератора тактовых импульсов, а выход— к входам второго ключа 10, первого триггера

5 и генератора 1 импульсов, Кроме того, измеритель содержит третий триггер 14, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход— с первым входом делителя 13 частоты, и схему

ИЛИ 15, включенную между первым и третьим триггерами и соединенную также со вторым

8xopîM первого ключа 7.

Измеритечь скорости ультразвука работает следующим образом.

В начальный момент времени tp генератор 1 импульсов возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно переводит в исходное нулевое состояние первый триггер S, а также н единичное состояние третий триггер 14. При этом генератор 1 запускается B автоколебательном режиме с периодом повторения Т, < т +

+ тз-.

3% где t — период повторения кварцевого генератора 6, с выхода ключа 7 поступают на вычитающий вход разностного делителя 8 частоты, на суммирующий вход которого, поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6.

Если за некоторое время t, на суммирующий.

М вход лоступает число импульсов и, а на вычитающий — пг, то общее число импульсов, записанных в раэностный делитель 8 частоты, составляет . Й = n, — n2, а его коэффициL ент деления увеличивается на пг, 25

В некоторый момент времени t, генератор

12 тактовых импульсов переводит разностный делитель 8 частоты, счетчик 11 и делитель 13 частоты в нулевое состояние, а также триггер

9 в единичное состояние, Этим импульсом открывается ключ 10, и импульсы автоциркуля -дии суммируются в счетчике. Импульсы с выхода кварцевого генератора 6 поступают на . суммирующий вход разностного делителя 8 частоты. После переполнения разностного делителя

М частоты в некоторый момент времени t2 импульс с его выхода переводит триггер 9 в нулевое состояние, на этом подсчет импульсов автоциркуляции в электронном счетчике прекращается, Длительность импульса на выходе

4© триггера 9 составляет: т =т, +ьт, где Ьт = (n — 1) htp (Ni 1) = ((Чг — 1) Ъ

i) а число импульсов, записанных в счетчик 11, будет равно

Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет исключить погрешность измерения, вызванную постоянной задержкой в электрических цепях измерителя, что повышает точность измерений.

Формула изобретения

Цифровой измеритель скорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные ген Составитель В. Рыкова

Техред А. Щепанская Корректор М. Вигула

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 8832/46

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", гш Ужгород, ул. Hpoexrsas, 4

5 78 ратор импульсов, излучаюший и принимаюший преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом ге. нератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разностный делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер, второй ключ и счетчик импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилите5733 Ь ля, второй вход — к выходу генератора тактовых импульсов, а выход — к входам второго ключа, первого триггера и генератора импульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с первым входом делителя частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами и соединенной также со вторым входом первого ключа.

10 Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. Издательство. стандартов, 1970, с. 82.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке

N 2529907/28, кл. G Ol N 29/00, 1977 (прототип) .