Устройство для измерения времени распространения ультразвука

 

П Данилов, В . А. Файнзильберг, Н. g Эинец .радов, H. А. . ïÕõîa и И. В. Зонов

Р

Всесоюзный научно-исследовательский ин $4>ye= " *." по разработке неразрушающих средств к ФрЬлу -.

4 качества материалов (72) Автори изобретеиия (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к неразрущающему контроло качества материалов, а именно к устройствам для измерения времени распространения ультразвука, и может быть использовано в контрольно-измерительной технике.

Известно устройство для измерения времени распространения ультразвука, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, приемно-переда- о точный преобразователь, последовательно соединенные блок установки

"О", блок временных ворот и селектор,, индикатор счетных импульсов, ждущий мультивибратор, каскад совпадений 1j.>>

Однако зто устройство имеет недостаточную достоверность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения времени рас- 2о пространения ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов ипередающий преобразователь,акустичес.ки связанный с ним приемный преобразователь, ждущий мультивибратор,"вход которого подключен к выходу синхронизатора, генератор счетных импульсов, последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого подклочен к выходу приемного преобразователя, блок совпадения, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу и входу ждущего мультивибратора, блок задержки импульса "Стоп" блок установки "О" и формирователь временного интервала, подклоченные к его выходу блок статистической обработки, командный блок и селектор импульсов, госледовательно соединенные индикатор времени, входы которого подключены к выходам командного блока и селектора импульсов, и блок вывода данных, второй вход которого подклочен к выходу блока статистической обработки, второй вход и выход кото3 9I SS рого подключены соответственно к выходу и входу командного блока, друГой в ыход ко торо ГО подключен K BxG ду селектора импульсов, блок задержки импульса "Пуск", входы которого подключены к выходам генераторов зондирующих и счетных импульсов, блок

o,eHKf4 достоверности (2).

Однако известное устройство позволяет фиксировать с помощью статичес-. fe кой обработки только те импульсы, кОтОрые приЗнаны дОстОвернцми, и результат считае7ся недостоверным в случае пропадания импульса "Стоп".

При частичной потере контакта между 1 преобразователями и изделием, кОГда сигнал уменьщается настолько что наиболее слабая продольная волна практически исчезает у а импульс СТОЙ фОрМИруЕТСЯ ИЗ ПОПЕрЕЧНОй ИЛф ПОВЕРХ ьВ

Hoc THON ВОлны значения котОрых fl pB вцаают амплитуду продольной волны, оиибка в измерении Времени мОжет стать недопустимо большОЙ» Однако

Оценка дОстОВернОс7и не ВыяВит такую оцибку, так как импульс " топ", управляющий работой блока оченки достоверности, не будет заблокирован»

Цель изобретениЯ повьииение ДОс товерности измерения *

39

Цель достигается тем, ЧТО .Устройство снабжено блоком управления, входы KGTopGt o подключены K ВЫХОдам бло" ка совпадения и синхронизатора, последовательно соединенными Вторым ждущим

3$ мультивибратором, вход которого подключен к выходу синхронизатора, и вторым блоком сОвпаДения q вторОЙ ВХОД которого подклю 4ен к выходу блока управления» а ВыхОд K блОку Оценки достоверности, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, третьим блоком совпадения, входы коTopofo подк.почены K выходам блока

Задержки импульса Пуск и блока

45 оценки достоверности, а выход - к формирователю временных интервалов, кроме того, выходы генератора счетных импульсов подклочены к селектору импульсов и блоку задержки импульса 1С Ton a f, 56

87 4$ пульсов и передающий преобразователь акустически связанный с преобразователем 3 приемный преобразователь 4, последовательно соединенные усилитель „вход которого подклочен к выходу преобразователя 4, Формирова". тель 6 импульсов, блок 7 совпадения, блок 8 задержки импульса "Стоп", блок 9 установки "0" и формирователь

10 временного интервала, а также подключенные K выходу синхронизаTG" ра 1 первый и второй ждущие мультивибраторы 1 1 и 12 блок 1 5 задер»«к.» импульса "Пуск", блок 14 управления и блок.15 оценки достоверности, второй вход»которого через BTGpGI блок-

16 срвпадения подклочен к выходам второго мультивибратора 12 и блока 14 управления, а выход через третий.

6AQK Iff совпадения - KQ BTopof4+ Входу формирователя 10 Временного интервала» Для заполнения ВременнОГО ин тервала импульсным служит Генератор

18 счетных импульсов, выход KGYQpQf Q пОДключен KQ ВХОДам блокОВ Ве1$ За держки импульсОВ сООтветственно

НП н 1С . пульсоВ Ko ВтОрому вхОду кОтороГО подкхжиен кОмандный блок 20 Второй

ВХОД КОтороГО пОдключен к блоку 2 1 статистической Обработки. Устройство содержит 78KtffB индикатОр 22 Времени, Входы кото хх О подключены к выходам селектОра, I 9 импульсОВ и кОманднОГО .блока 20„ а выход - к блоку 23 вывода данных. К выходу формирователя 10

ВременнОГО интервала подключены также блок 21 статистической обработки„ Команднцй блок 20 и селектор 19 импуль". сов. Командный блок 20 подключен к управляющим входам блока 21 стативтической обработки, селектора 19 импульсов и индикатору 22 времени. Выход бпОка 13 задержки импульса пуск подключен ко второму входу третьего блока 17 совпадения ° Выход блока совпадения подключен ко входу первого ждущего мультивибратора 11 и к блоку 14 управления. Выход мультивибратора 11 подключен ко второму входу блока 7 совпадения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграмма напряжений.

Устройство для измерения времени M распространения ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих имУс т ройс тво работает следуощим обра зом.

Синхронизатор 1 (фиг. 2С1) запускает генератор 2 зондирующих импульсов, возбуждающий передающий преобразователь 3, который посылает упругий им5 945787 6 ульс в изделие (на фиг. 1 Heoáoçíà- мультивибраторои 12 значение и если чено). при оценке достоверности блоком 1

Прошедший изделие импульс принима- будет получен результат о недостоверется приемным преобразователем 4 и ности измеренного интервала времени. преобразуется в электрический сигнал, 5 С выхода формирователя 10 импульс О усиливаемый усилителем 5 (фиг. 2д). (фиг. 2), длительность которого проИз этого сигнала формирователем б им- порциональна времени прохождения УЗК пульсов вырабатывается последователь- по изделию„ поступает на входы бло— ность импульсов, соответствующих по.-. ка 21 статистической обработки, ко.-. ложительным (или отрицательным) flo$1+ 10 мандногo блока 20 и ceJlGKTopcl 19 волнам затухающего сигнала (фиг.2@ . импульсов, на второй вход которого

Ждущим мультивибратором 11 и блоком 7 поступают счетные импульсы генератосовпадения из последовательности им- ра 18. Число счетных импульсов, заполпульсов выделяют первый импульс, ко- нивших временной интервал, индицируторый преобразуется в импульс "Стоп" 5 ется индикатором 22 и выводится бло"". (фиг. 24). Импульсом синхронизатора, ком 23 для дальнейшей обработки, на(фиг. 2Q) запускается блок 13 задерж- пример на ЭВН. ки импульса "Пуск" (фиг 2к). На вы,= Изобретение повышает достоверность ходе блбка 13формируется импульс "Пуск", измерения времени распространения длительнОсть КОтОрогО дОстатОчнз для ф):ультразвукОвых колебаний пО изделию оценки достоверности интервала вре-. за счет того, что из результата измемени. Импульс "Стоп", пройдя блок 3 рения исключаются данные, выходящие задержки импульса "Стоп", поступает. за пределы допустимых для определенчерез блок 9 установки "0" на вход ного материала изделия. формирователя 16 временного интерва" ZS ла. Время задержки сигнала блоками 8 формула изобретения и 13 выбирается таким, чтобы учесть время распространения ультразвуко" вых колебаний (УЗК) в акусти« Устройство для измерения времени ких и электрических цепях ус рои зо распространения ультразвука, содержаства. С выхода блока 13 7

Пуск поступает на вход третьего бло- ронизатор, генератор зондирующих имка 17 совпадения. На второй вход бло- пульсов и передающий преобразователь ка 17 поступает сигнал с выхода бло- акустически" связанный с ним прика 15 оценки достоверности. На входы з> емный преобразователь, ждущий блока 1 поступают сигналы синхрониза. мультивибратор. вход которого тора 1 и второго блока 16 совпадения, подключен к выходу синхронизатора, на входы которого, в .свою очередь, генератор счетных импульсов, последопоступают импульс ю (фиг. 2) с выхо- вательно соединенные формирователь да второго ждущего мультивибратора 4@ импульсов, вход которого подкпочен к12 и импульс ъс(фиг. 2) с выхода бло- выходу приемного преобразователя, ка 14 управления. блок совпадения, второй вход и выход каждого подключен соответственно к

Второй ждущий мультивибратор 12 выходу и входу ждущего мультивибрато-. устанавливает.,:: такое возможное изме- ра, блок задержки импульса "Стоп", нение времени прохоищения У3К по из- блок установки "0" и формирователь делию, которое соответствует требуемо.- временного интервала, подключенные му качеству изделия. При поступлении к его выходу блок статической обработ на входы блока 17 совпадения сигналов ки, командный блок и селектор импульлогической "1", на выходе его форми- сов, последовательно соединенные ин50 руется импульс, запускающий по вхо- дикатор времени, входы которого под11 11 ду Пуск формирователь 10 временно- ключен к выходам командного блока и го интервала, на вход "Стоп" которо- селектора импульсов, и блок вывода . го поступает импульc у (фиг. 2) с данных, второй вход которого подклювыхода блока 8 задержки импульса чен к выходу блока статистической обраIl н

Стоп . Появление запускающего импуль- ботки, второй вход и выход которого

55 са на выходе блока 17 не возможно, подключены соответственно к выходу и если время прохождения УЗК по изделию входу командного блока, другой выход превышает некоторое устанавливаемое которого подключен к входу селекто945787 ра импульсов, блок задержки импульса

"Пуск",, входы которого подключены к выходам генераторов зондирующих и счетных импульсов, блок оценки достоверности, о т л и ч а ю щ е е с я 5 тем, что, с целью повышения достоверности измерения, оно снабжено блоком управления, входы которого подключены к выходам блока совпадения и синхронизатора, последовательно сое- 10 диненными вторым ждущим мультивибратором, вход которого подключен к вы" ходу синхронизатора, и вторым блоком совпадения, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а выход - к блоку оценки достоверности, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, третьим блоком совпадения, входы которого подключены к выходам блока задержки импульса "Пуск" и блока оценки достоверности, а выход - к формирователю временных интервалов, кроме того, выходы генератора счетных импульсов подклочены к селектору импульсов и блоку задержки импульса "Стоп".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Е 641788, кл. С Of Ы 29/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 726982 кл. 6 Ot М 29/04, f978 (прототип3 .

945787

Кодрек тор И Минска

Подписное

Составитель Л. Каратыа

Редактор В. Лазаренко Техреду Т.Иаточка

Заказ 5322/6 Тираж 7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

bio делам изобретений и открытий

11)0))z Москва Ж-Я Разовская наб. д. 4/g

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