Способ измерения скорости распрост-ранения упругих волн

 

(72) Автор. изобретения

В. Н. Зюзь

Днепропетровский ордена Трудового Красного институт им. Артема (73) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УПРУГИХ ВОЛН!

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости распространения упругих волн в образце.

Известен способ измерения скорости распространения упругих волн в образце на изменяющейся базе прозвучивания. заключающийся в том, что в образце возбуждают упругие волны, формируют электричес кие импульсы в моменты прохождения ю упругих волн через начало и конец базы прозвучивания образца, а интервал времени между импульсами преобразуют в заряд конденсатора реэистивно-е мкостной цепи, по величине напряжения на 15 котором и судят о скорости распространения.,упругих волн (1).

Однако известный способ измерения скорости распространения упругиЕ волн характеризуется болыаими затратами времени, так как требует допспнитель ных вычислений.

Цель изобретен ня — уменьшение времени измерения.

Указанная цель достигается тем, что перед возбуждением постоянную времени резистивно-емкостной цепи устанавливают пропорциональной размеру фазы прозвучивания ..

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления данного способа.

Устройство состоит из двух цепей, каждая иэ которых содержит последова, тельно соединенные датчик 1, усилитель

2 и формирователь 3 импульса, подключеннйх на вход стабилизатора 4 тока, выход которого соединен с реэисторноемкостной цепью, состоящей иэ последовательно соединенных резистора 5 и одного из конденсаторов 6, 7, 8 или 9, подключаемых к резистору переключателем 10. Напряжение нв конденсаторе измеряется . ламповым вольтметром 11.

Емкость конденсаторов 7, 8 и 9 в два, три и четыре раза сосггветственно бож. ше емкости конденсатора 6. Кроме того устройство содержит ключ 12, подключжг

80707 2

20

0с Ос e мсяс

35

55 ный между стабилизатором 4 н блоком кощ енсаторов, и источник 13 колебаний.

Способ реализуется следующим об— разо Ме

Перед измерением соединяют с сопротивлением 5 соответствующий базе измерения (f) конденсатор 9. Ключом

12 полностью разряжают конденсатор

9 и размыкают ключ 12. Источником

l3 колебаний возбуждают упругие волны в исследуемом образце 14. Первые вступления упругих волн поочередно преобразуются датчиками 1 в электричес кие импульсы, которые пройдя усилитель 2 и формирователь 3 импульсов, запускают стабилизатор 4 тока на время, равное Ьремени распространения упругих волн на базе прозвучивания. Интервал времени между импульсами преобразуется в заряде конденсатора резистивноемкостной цепи путем заряжения последнего стабилизированным током от стабилизатора 4 тока. Заряд конденсатора измеряется ламповым вольтметром 11.

При этом конденсатор эарядится до напряжения, < где И - — максимальное напряжение на выходе стабилизатора

С МСФКС

4 тока, Я;=R.C — постоянная времени реэистивно-емкостной цепи, 1 — величина сопротивления резистора 5, С вЂ” емкость конденсатора 9.

Пусть упругие" волны пройдут расстояние (Ф), равное базе проэвучивания за время-1 . "- Г1 . Тогда конденсатор

9 зарядится до напряжения

С4 — -О "Ос )сд= ) смокс 4 силакс т 1 мокс которое и покажет ламповый вольтметр

11, шкала которого проградуирована в единицах скорости. Изменим базу прозвучивания, например, уменьшим ее в два раза. Соответственно описываемому способу перед возбуждением упругих волн уменыцим прямопропорционально (т.е. в два раза) постоянную времени резистивно-емкостной цепи, подключив переключателем 10 к резистору 5 конденсатор

7, емкость кс.ropnro в два раза меньше емкос ти конденсатора 9. Тогда постоянная времени <> резистивно-емкосгной цепи будет равна 0,5 Г. Возбудив упругие волны производят вышеприведенные операции по данному способу в той же последовав тел ьности.

Если исследуемая горная порода однородная (т.е. скорость распространения упругих волн на любом участке одна и та же), то при изменении базы проэвучивания устройство должно показывать одну и ту же скорость упругих волн.

Распространяясь с той же скоростью, упругие волны пройдут вдвое меньшее расстояние (8/2) эа вдвое меньшее время 1;;,Oft p5 g . Однако ламповый вольт:

2 1 1 метр покажет, что конденсатор зарядился до той же величины напряжения

0 5 С4

-1 — -1 — =0 С1 "СМакС 1,2 "с макс О5 С4 смакс то есть покажет ту же самую величину скорости. Таким образом, изменяя постоянную времени резистивно-емкостной цепи прямо пропорционально изменению размера базы прозвучивания, мы получаем возможность на изменяющейся базе прозвучивания измерять скорость упругих волн, считывая показания непосредственно со

P шкалы прибора, проградуированного в единицах скорости. При этом можно испольэовать как заряд, так и разряд конденсатЬра резистивно-емкостной цепи.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить, время измерения скорости распространения упругих волн за счет исключения дополнительных расчетных операций. формула изобретения

Способ измерения скорости распространения упругих волн, в образце на изменяющейся базе прозвучивания, заключающийся в том, что в образце возбуждают упругие волны, формируют электрические импульсы в моменты прохождения упругих волн через начало и конец базы проэвучивания образца, а интервал времени между импульсами преобразуют в заряд конденсатора резистивно-емкостной цепи, по величине. напряжения на котором и судят о скоФ рости распространения упругих волн, о тл и ч а ю шийся тем,что с целью уменьшения времени измерения, перед. возбуждением постоянную времени резистивйо-емкостной цепи устанавливают пропорциональной размеру базы прозвучивания.

1. Ватолин Е. С. Установка для замера скорости распространения звуковых

Составитель А. Новиков

Техред Н.Баб урка

Корректор E. Рошко

Редактор А. Шандор

Заказ 268/62 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, )L-35, Раушская наб., д. 4/5 садили«л I!ill "!!атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

807072 d волн в породах. — Разрушение горных пород и крепких углей (Научные сообшения института горного дела им. Скочинского), 1874, вып. 118, с. 22-25 (прототип).