Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в движущемся листовом материале Советский патент 1983 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 

Изобретение относится к средствам нераэрушаюадего контроля и может быть использовано, например, в целлюлозно бумажной промышленности для определения механических параметров движущегося листового материала. Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвуко .вых колебаний, содержащее генератор зондирующих импульсов, излучающие и приёмные пьезопреобразователи и усилители (ij. Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и Достигаемому результату является устройство для измерения скорости распространения ультразвука в движущемся листовом материале, содержащее последовательно соединённые генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, первый формирователь импульсов, схему запрета, второй формирователь импульсов измеритель времённых интервалов, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, формирователь прямоугольных импульсов выход которого подключен к второму, входу схемы запрета, включенные между генератором зондирующих импульсов и формировате лем прямоугольных импульсов, последовательно соединенные триггер, инте гратор, амплитудно-запоминающий блок ключ, преобразователь амплитуда-время, выход которого соединен с входом формирователя прямоугольных импульсо третий формирователь импульсов, вклю ченный между генератором зондирующих импульсов и ключом 2. Недостатком известного устройства Является невысокая точность,: Обуслов леннаятем, что при резонансных частотах пьезопреобразователей. Меньших 100 кГц, прохождение пачки резонансных импульсов через схему запретна начинается не с первого шипульса, а с одного из последующих. Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройст ве для измерения скорости распространения ультразвука и движущемся листовом материале , содержащем .последовательно соединенные генератор жонглирующих импульсов, . и лучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, первый формирователь импульсств, схему запре та, второй формирователь импульсов, измеритель временных интервалов, вто рой вход которого соединен с выходом генератора .зондирующих импульсов/ формирователь прямоугольньЬс имйульсов, выход которого подсоединен к второму входу схемы запрета, включен ные. между генератором зондирующих импульсов и формирователем прямоугольных .импульсов последовательно соединенные Триггер, интегратор, амплитудно-запоминающий блок, ключ, преобразователь амплитуда-время выход которого соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, третий формирователь импульсов, включенный между генератором зондирующих импульсов и ключом, один из входов триггера подсоединен к выходу первого формирователя импульсов. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержи± последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3,.усилитель 4, первый формирователь 5 импульсов, схему 6 заЛрета, второй формирователь 7. импульсов и измеритель 8 временных интервалов, второй вход которого соединей с выходом генератора 1, формирователь. 9 прямоугольных импульсов, выход KOTopioro подключен к второму входу схемы б запрета. Между первым формирователем 5 и формирователем 9 прямоугольных импульсов включены последовательно соединенные триггер 10, второй вход которого подключен к Выходу генератора 1 зондирующих импульсов, интегратор. 11, амплитудно-запоминающий блок 12, ключ 13, и преобразователь 14 амплитуда-время, выход которого соедин:ен с входом формирователя 9 прямоугольных импуЛьсой, а между генератором 1 зондирующих импульсов и ключом 13 включен третий формирователь 15 импульсов. Устройство рабо:гает следующим образом. Генератор 1 зондирующих импУльсов через излучающий преобразователь,2 излучает в исследуемый материал акустический импульс который Возбуждает . в приемном преобразсЗваТёле 3 акус±ические сигналы. Принятые сигналы усйливаются усилителем 4, формируются первым формирователем 5 импульсов и . поступают на схему б запрета, которая в исходном состоянии Закрыта. Одйовременно импульс с выхода генерйTojpa 1 подается на один вход триггера 10, вход третьего формирователя 15 импульсов и на времяизмерительный блок 8, На второй вход триггера 10 , подаются усиленные и сформиро)ванные полезные сигналы с выхода первого формирователя 5 импульсов. Выходные импульсы триггера подаются на интегратор 11/ на выходе которого ампли; туда сигнала пропорциональна длительности импульсов, вырабатываемых .триггером. Эти сигналы запоминаются смплитудно-запоминающим блоком 12 и подаются на ключ 13, который управляется третьим формирователем 15 импульсов, запускаемым генератором 1 зондирующих импульсов. При этом ключ 13 открывается на 10-15 мкс и в этот | промежуток времени постоянное напряженйе,величина которого пропорциональ:на времени распространения акустических импульсов в исследуемом материале, подается на преобразователь 14 амплитуда- вр.емя, который формирует импульсы прямоугольной формы, постоянной амплитуды, длительность которых пропорциональна амплитуде входных сигналов. Задним фронтом этих импульсов запускается формирователь 9 прямоугольных импульсов,формируюц1Ий импульсы длительностью 20-30 мкс,которые подаются ни второй вход схемы б запрета И открывают ее. Крутизну линейно изменяющегося напряжения интегратора il подбирают таким образом, чтобы схема запрета откр ылась на 2-3 мкс раньше прихода полезного с 1гнаЛа. С

Увеличением времени распространения ;акустических сигналов в материале увеличивается длительность импуЛьсов, вырабатываемых триггером 10, а следовательно, и преобразователем 14 амплитуда-время. При этом схема б запрета открывается позже. При уменьшении времени распространения процесс протекают в обратном порядке, т.е. временной интервал, в течение которого схема б запрета открыта, будет плавающим и соответствующим.изменению времени распространения акустических импульсов в движущемся материале, например, бумажном полотне.

Использование устройства позволяет повысить точность измерений за сче уменьшения вероятности срабатывания устройства от импульйов помехи, предшествующих, приходу полезного сигнала, пропуски импульсов последнего, исключаются.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В ДВИЖУЩЕМСЯ ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, .усилитель, первцй.формирователь импульсов, схему запрета, второй формирователь импульсов, измеритель временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, формирователь прямоугольных импульсов, выход которого подсоединен к второму входу схемы запрета, включен- , ные между генератором зондирующих импульсов и формирователем прямоугольных импульсов, последовательно соединенные триггер, интегратор, амплитудно-запоминающий блок, ключ, преобразователь амплитуда-рремя, выход которого соединен свходом формирователя прямоугольных, импульсов, третий формирователь импульсов, включенный между генератором зондирующих импульсов.и ключом, отличаю(Л щееся тем, что, с целью повыи}ения точности измерений, один из вхос дов триггера подсоединен к выходу первого формирователя импульсов. to 4 4aib 4