Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразователей

Авторы патента:

G01N29/04H04R17 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Союз Советскин

Социапистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22.05.80 (21) 2928591/25 28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.

G Ol Й 29/04

Н 04 g 17/00

Гееударстеанныб комитет

СССР ао делам изобретений и отнрытнй

Опублнковано 07,01.82. Бюллетень № 1 (53) УДК 620. .179. 16 (088.8) Дата опубликования описания 10.01.82 (72) Авторы изобретения

В. Е. Антипин, Б. Л. Зубатый и И. И. Лобер

Всесоюзный научно-исследовательский инст т по разработке неразрушающих методов и ср качества материалов Научно-производственн

Волна" (7! ) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к ультрозвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано для исследования амплитудно-частотных характеристик ультразвуковых преобразователей

Известно ультразвуковое устройство для определения типа дефекта ультразвуковым спектральным методом, содержащее генератор зондирующих импульсов, последовательно соединенные широкополосный усилитель, временной селектор, детектор, интегратор и анализатор спектра, генератор селектирующих импульсов, подключенный ко второму входу временного селектора, и синхронизатор, соединенный с генератором зондирующих им15 пульсов и генератором селектирующих импульсов Г1

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения ампли20 тудно-частотных характеристик ультразвуковых преобразователей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразователей, содержащий синхронизатор, последовательно соединенные усилитель, временной селектор, пиковый детектор, индикатор и самописец, генератор качающейся частоты, выход которого подключен ко второму входу ицдикатора, генератор импульсов селекции, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход - ко второму входу временного селектора 12), Недостатком его является низкая точнос ть измерения амплитудно-частотных характеристик ультразвуковых преобразователей ввиду непостоянства амплитуды зондирующего импульса.

Цель изобретения - повышение точноти измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразователей снабжен последовательно соединен ными модулятором, вход которого соеди3 89656

Нен с выходом синхронизатора, усилителем мощности, ключом, входным преобразователем и блоком автоматической регулировки усиления, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, каскадом задержки, вход которого соединен с синхронизатором, а выход вЂ” со вторым входом ключа, второй выход которого соединен со входом усилителя, На чертеже представлена блок-схема щ измерителя амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразователей.

Измеритель содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, модулятор 15

2, усилитель 3 мощности, ключ 4, входной преобразователь 5, блок 6 автоматической регулировки усиления (АРУ), выход которого соединен со вторым входом усилителя 3 мощности, последовательно соединенными усилителем 7, вход которого соединен с выходом ключа 4, временным селектором 8, пиковым детектором

9, индикатором 10 и самописцем 11, генератором 12 качающейся частоты, один д выход которого соединен с модулятором 2, другой выход - с индикатором 10, каскадом 13 задержки, вход которого соединен с синхронизатором 1, а выход - со вторым входом ключа 4, и генератором

14 импульсов селекции, вход которого соединен с синхронизатором, выход со вторым входом временного селектора 8, а исследуемый пьезоэлектрический преобразователь 15 подключен к выходу ключа ча 4.

Измеритель работает следующим об- разом.

Непрерывный синусоидальный сигнал с. частотой, медленно меняющейся по линейному закону в заданном диапазоне, поступает с генератора 12 качающейся частоты в модулятор 2, где вырабатываются зондирующие радиоимпульсы необходимой длительности с переменной частотой за43 полнения. Полученные радиоимпульсы усиливаются усилителем 3 мощности и через ключ 4 поступают на исследуемый пьезоэлектрический преобразователь 15.

Через определенный временной промежуток отраженные импульсы пьезоэлектриче-® ского преобразователя поступают через усилитель 7 на временной селектор 8, где селектируются и усиливаются первые отраженные импульсы, которые затем с помощью пикового детектора 9 преобразу- >>

7 4 ются в напряжение постоянного тоКа, пропорциональное амплитуде отраженных, импульсов, которое, в свою очередь, наблюдают на индикаторе 10 и записывают с помощью самописца 11.

Постоянство амплитуды зондирующих радиоимпульсов в диапазоне качания на входе пьезоэлектрического преобразователя 15 обеспечивается блоком 6 АРУ с входным преобразователем 5.

Генератор 14 стробируюших импульсов вырабатывает импульсы для управления временным селектором 8, каскад 13 задержки служит для управления ключом 4.

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения амплитудночастотНых характеристик пьезоэлектрических преобразователей.

Форм ул а изобретения

Измеритель амплитудно-частотных харак теристик пьезоэлектрических преобразователей, содержащий синхронизатор, последовательно соединенные усилитель, временной селектор, пиковый детектор, индикатор и самописец, генератор качающейся частоты, выход которого под ключен ко второму входу индикатора, генератор импульсов селекции, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход- ко второму входу временного селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно соединенными модулятором, вход которого соединен с выходом синхронизатора, усилигелем мощности, ключом, входным rrpeo6разователем и блоком автоматической регулировки усиления, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, каскадом задержки, вход которого соединен с синхронизатором, а выходсо вторым входом ключа второй выход которого соединен со входом усилителя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3662589, кл. 73-67/8, 1972.

2, Ермолов И. П. и другие. Ультразвуковой спектральный метод определения характера дефектов. М., "Машиностроение", 1979, с. 28 (прототип).

896567

Составитель А. Вопилкин

Редактор M. Янович Техред З.Фанта Корректор Л. Шеньо

Заказ 11691/35 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130З5, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрических преобразователей

Ультразвуковое устройство для контроля гранулометрического состава материалов // 896542

Способ измерения коэффициента отражения звука от поверхности // 896541

Устройство для измерения коэффициентов отражения нормальных волн // 896538

Контрольно-измерительный волноводный приемник ультразвука // 894554

Ультразвуковое устройство для контроля структуры материалов // 894553

Способ определения скорости ультразвука // 894552

Способ определения скорости ультразвука // 894551

Устройство для измерения механического импеданса объектов, имеющих собственную подвижность // 894371

Устройство для измерения анизотропии акустических параметров жидких кристаллов // 892292

Способ измерения плотности критического тока образцов втсп- керамики // 2102771

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента // 2104517

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для исследования процессов твердения вяжущих материалов, например цементов

Способ определения коэффициента структурных напряжений // 2104518

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении коэффициента структурных напряжений вяжущей композиции для оценки, например, эффективности механического уплотнения

Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий // 2106625

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний ультразвуковыми методами и может быть использовано в различных областях машиностроения для контроля материалов и изделий, преимущественно крупногабаритных и с большим затуханием ультразвука

Ультразвуковой способ измерения механических характеристик напряженно-деформированного состояния материала деталей конструкций // 2107288

Изобретение относится к области неразрушающих методов диагностики материалов и конструкций и может быть использовано для измерения напряженно-деформированного состояния (НДС) стержневых конструкций, болтовых и шпилечных резьбовых соединений при строительстве, монтаже и эксплуатации объектов ответственного назначения в различных отраслях промышленности и транспорта (тепловая и атомная энергетика, машиностроение, химическая и др.) Известен ультразвуковой (УЗ) способ контроля механических напряжений в твердых телах, заключающийся в излучении в изделие до приложения нагрузки и после приложения двух импульсов УЗ колебаний сдвиговых волн с взаимно-перпендикулярной ориентацией вектора смещения, измерении изменения их скоростей и вычислении величины напряжения по относительному изменению скорости УЗ колебаний и акустоупругому коэффициенту [1]

Ультразвуковой способ измерения механических напряжений при затяжке болтовых соединений // 2107907

Способ контроля состава однотипных изделий из двухфазного материала // 2111483

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в материаловедении для массового контроля состава (пористости) изделий одного форморазмера (например, из твердых сплавов WC-Co и электрических сплавов)

Способ акустического контроля состава однотипных изделий из двухфазного материала // 2111484

Изобретение относится к неразрушающим средствам анализа свойств материалов акустическими методами и может быть использовано для массового экспрессного контроля состава (пористости) двухфазных сплавов (например, твердых сплавов группы ВК одного форморазмера)

Ультразвуковой способ определения напряженно- деформированного состояния эксплуатируемых болтовых соединений // 2112968

Изобретение относится к неразрушающим методам диагностики материалов конструкций и может быть использовано для определения фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) ранее затянутых болтовых соединений в конструкциях, находящихся в эксплуатации объектов ответственного назначения в различных отраслях промышленности и транспорта (тепловая и атомная энергетика, машиностроение, химическая и др.) и заключается в том, что в исследуемый затянутый болт вводят непрерывные УЗ-колебания на частоте основного резонанса стоячей волны, при этом амплитуду возбуждающих колебаний устанавливают на уровне, обеспечивающем в теле болта стоящую волну малой интенсивности, принимают в принятом сигнале, затем устанавливают амплитуду возбуждающих колебаний на уровне, обеспечивающем установление амплитуды стоячей волны на границе колебаний малой и конечной интенсивности, и измеряют амплитуды первой, второй и третьей гармоник, а о напряженно-деформированном состоянии материала болта и величине механических напряжений судят по отношениям амплитуд гармоник, измеренных при высоком уровне возбуждающих колебаний, к амплитуде колебаний стоячей волны, измеренной при низком уровне возбуждающих колебаний

Малогабаритный акустический микроскоп // 2112969