Цифровой измеритель скорости ультразвука Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к технике акустических измерений и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в различных материалах а также для исследования и контроля их качества. Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и времяимпульсный преобразователь 1. Недостатком этого устройства яв|ляется низкая надежность измерения из-за воздействия помех. Наиболее близким к изобретению п , технической сущг:ости и достигаемому результату является измеритель скорости ультразвука, содержащий после довательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучатель, приемник и подключенный к нем усилитель, последовательно соединен ные триггер, первый вход ,которого поключен к синхронизатору, и схему И, генератор опорной частоты, поклю ченный ко второму входу схемы И, и блок индикации 2. Недостатком известного измерител является чувствительность к воздействию электрических и акустических помех, что снижает достоверность из мерений , так как ложная информация передается оператору или на устройство обработки. Цель изобретения - повышение достоверности измерений скорости ультразвука. Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель скорос ти ультразвука, срдержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучатель, приемник и подключенный к нему усилитель, последовательно соединенные триггер,первый вход которого подклю чен к синхронизатору, и схему И,, генератор опорной частоты, подключе ный ко второму входу схемы И, и бло индикации, снабжен последовательно соединенными вторым триггером,первый вход которого подключен к синхронизатору, схемой совпадения, втор вход которой подключен к генератору опорной частоты, первым счетчиком, второй вход которого подключен к синхронизатору, блоком вычитания, второй вход которого подключен к синхронизатору, схемой сравнения и ключом, второй вход которого предназначен для подключения к источнику питания, а выход подключен к блоку индикации, вторым счетчиком, первый вход которого подключен к синхронизатору, второй вход - к выходу схемы И, первый выход - к блоку индикации, а второй выход - к третьему входу блока вычитания, блоком задержки, включенным между синхронизатором и генератором импульсов, задатчиком числа импульсов, подключенным ко второму входу схемы сравнения, и коммутатором, первый, втброй и третий входы которого подключены соответственно к выходам усилителя, первого триггера и синхронизатора, а первый и второй выходы соединены соответственно со вторыми входами первого и второго триггеров. На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя скорости ультразвука. Цифровой измеритель скорости ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов и излучатель 3, приемник 4 и подключенный к нему усилитель 5, последовательно соединенные триггер б, первый вход которого подключен к синхронизатору 1 , и схему 7 И,, генератор 8 опорной частоты, подключенный ко второму входу схемы 7 И, блок 9 индикации, последовательно соединенные второй триггер 10, первый вход которого подключен к синхронизатору 1, схему 11 совпадения, второй вход которой подключен к генератору 8 опорной частоты, первый счетчик 12, второй вход которого подключен к синхронизатору 1, блок 13 вычитания, второй вход которого подключен к синхронизатору 1, схемы 14 сравнения и ключ 15, второй вхЬд которого предназначен для подключения к источнику питания, а выход подключен к блоку 9 индикации, второй счетчик 16, первый вход которого подключен к синхронизатору 1, второй вход - к выходу схемы 7 И, первый выход - к блоку 9 индикации, а второй выход к третьему входу блока 13 вычитания, блок 17 задержки, включенный между синхронизатором 1 и генератором 2 импульсов, задатчик 18 числа импульсов, подключенный ко второму входу cxevw 14 сравнения, и коммутатор 19, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам усилителя 5, первого триггера б и синхронизатора 1, а первьгй и второй выходы соединены соответственно со вторлми входами первого б и второго 10 триггерой. Цифровой преобразователь скорости ультразвука работает следующим образом. При включении измерителя синхронизатор 1 вырабаташает импульс, которай устанавливает висходное состояние коммутатор 19, счетчики 12 и 16, триггеры б и 10 и блок 13 вычитания. Второй сигнал синхронизатора 1 запускает генератор 2 импульсов, которяй возбуждает излучатель 3. Этот же сигнал поступает на вход блока 17 задержки и опрокидывает первый 6 и второй 10 триггеры. При этом на входы первого 12 и второго 16 счетчиков через схему 11 совпадения и схему 7 И поступают счетные импульсы от генератора 8 опорной частоты с периодом повторения, равным Т. Одновременно, ко второму сигналу синхронизатора 1, коммутатор 19 подключает выход усилителя 5 ко входу триггера 6. Через отрезок времени it, определяемый параметрагли блока 17 задержки, происходит вторичный запуск генератора 2 импульсов и возбуждение излучателя 3.

Прсмаедший через исследуемую среду и принятый приемником 4 первичный сигнал усиливается усилителем 5 и опрокидывает триггер 6, тем самым закрывая схему 7 И и прекращая по-г ступление импульсов генератора 8 опорной частота на вход второго счетчика 16. Выходной сигнал перво;ГО триггера 6 воздействует также на коммутатор 19, обеспечивая подключение, выхода усилителя 5 ко входу триггера 10. Вторичный информационный сигнал, принятый приемником 4 и сдвинутый во времени на величину At относительно первичного, опрокидывает триггер 10, прекращая тем самым поступление импульсов генератора 8 опорной частоты на вход первого счетчика 12, Последующий сигнал синхронизатора 1 разрешает выпол нение операции вычитания блоком 13 вычитания числа, зафиксированного

во втором счетчике 16 из числа, зафиксированного в первом счетчике 12. Результат вычитания сравнивается в схеме 14 сравнеиия с числом N, зафиксированный в задатчике 18

o (1исла импульсов, причем N iit/T. При совпадении чисел на выходе блока 14 сравнения образуется потенциал, воздействуквдий на ключ 15, которлй обеспечивает подачу напряжения питания на блок 9 индикации.

В противном случае, возникакяцем при воздействии помехи, разность количества импульсов, записанных в первый 12 и второй 16 счетчики, не будет равна N. При этом на выходе схемы 14 сравнения потенциал будет отсутствовать, и индикация результата измерения производиться не будет. Благодаря исключению лож5 wax результатов, вызванных действием помех, упрощаются . алгоритмы обработки данных, повышается достоверность измерений и сокращается время на проведение операции измерений, что особенно важно в производственных условиях при создании систем управления тexнpJ oгичecкйм процессом. Г

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащий последбвательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучатель, приемник и подключенный к усилитель, последовательно соединенные триггер, перклй вход которого псздключен к синхронизатору, и схему И, генератор слорной частоты, подключенный ко второку входу И/ и блок индика1ши, от л ичающийся тем, чтог с целью повышения достоверности кзмерения ,скорости ультразвука, он снабжен последовательно соединенны вторым: триггером, первый вход которого подключен к синхронизатору, схемой совпадения, второй вход которой подключен.к генератору опорной|Частоты, первым счетчиком, второй вход которого подключен к синхронизатору, блоком вычнтания, второй вход которого подключен к синхронизатору, схемой сравнения и ключом, второй ВХОД которого предназначен для под-, ключения к источнику питания, а выход подключен к блоку индикации, вторым счетчиком, первый вход которого подключен к синхронизатору, второй ВХОД - к ВЫХОДУ схемы И, первый выход - к блоку индикации, а второй с ВЫХОД - к третьему входу блока S вычитания, блоком задержки, вклюсо ченным между синхрон из а;гором и генератором импульсов, задатчиком числа импульсов, подключенным ко второму ВХОДУ схемы сравнення, и коммуг татором, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам усилителя, первого триггера и синхронизатора, а первый и второй ВЫХОДЫ соединены соответственно со вторыми выходами первого и вто;о рого триггеров. 00 со а