Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах Советский патент 1984 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля качества продукции в машиностроении, металлургии и других отраслях промьшшенности.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь усилителя с автоматической регулировкой усиления, вход которого соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя, аналоговый ключ, вход которого соединен с выходом усилителя с автоматической регулировкой усиления, первый пороговый блок, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, генератор запретных импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход - с выходом синхронизатора, а первый выход - с вторым входом аналогового ключа, второй пороговый блок, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, первую схему И, первый вход которой соединен с выходом второго порогового блока, а второй вход соединен с вторым выходом генератора запретных импульсов, первый задатчик времени, первый вход которого соединен с выходом первой схемы И, а второй вход - с выходом синхронизатора, преобразователь временного интервала в цифровой код, первый вход которого соединен с выходом первого задатчика времени Щ. Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений скорости ультразвука.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости ультразвука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь, усилитель с автоматической (регулировкой усиления, вход которого, соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя, аналоговый ключ, вход которого соединен с выходом усилителя с автоматической регулировкой усиления, первый пороговый блок, вход которого соединен 5 с выходом аналогового ключа, генератор запретных импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход с выходом синхронизатора, а первый

® выход - с вторым входом аналогового ключа, второй пороговый блок, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, первую схему И, первый вход которой соединен с вькодом

5 второго порогового блока, а второй вход соединен с вторым выходом генератора запретных импульсов, первый задатчик времени, первый вход которого соединен с выходом первой схемы

0 и, а второй вход - с выходом синхронизатора, преобразователь временного интервала в цифровой код, первый вход которого Соединен с выходом.первого задатчика времени, снабжено

5 третьим пороговым блоком, второй

схемой И и вторым задатчиком времени, причем вход третьего порогового блока соединен с выходом аналогового ключа, а выход - с первым входом вто0 рой схемы И, второй вход последней соединен с выходом первого задатчика времени, выход - с входом второго задатчика времени, а выход последнего соединен с вторым входом преобразователя временного интервала в цифровой код.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения скорости ультразвука; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

Устройство содержит синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий электроакустический пре образователь 3, приемный электроакустический преобразователь 4, усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления, аналоговый ключ 6, первый пороговый блок 7, генератор 8 запретр ных импульсов, второй пороговый блок 9, первую схему И 10 и первый задатчик 11 времени, преобразователь 12 временного интервала в цифровой код, третий пороговый блок 13, вторую схему И 14 и второй задатчик 15

времени.

Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы (фиг. 2,0 ), запускающие генератор 2 зондирующих импульсов. Последний возбуждает излучаюпщй электроакустический преобразователь 3, который излучает импульсы ультразвуковьк колебаний в исследуемое изделие (не обозначен). Приемный электроакустический преобразователь 4 принимает эти ультразвуковые импульсы, преобразуя их в электрические импульсы. Усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления поддерживает постоянную амплитуду первой полуволны принятого импульсного сигнала (фиг. 2, Ь), который поступает на аналоговый ключ 6. Первый пороговый блок 7, настроен ный на вторую полуволну принимаемого сигнала вырабатывает импульс (фиг.2, i), который поступает на первьй вход генератора 8 запретных импульсов, на второй вход которого поступает Им пульс с выхода синхронизатора 1 (фиг. 2,а). Генератор 8 запретных импульсов вьфабатьгоает импульс (фиг. 2,4 ), начало которого соответствует моменту запуска генератора 2 зондирующих импульсов (фиг. 2,а ), а конец - моменту начала импульса, вьфабатываемого первым пороговым блоком 7 (фиг. 2,6). Этот импульс (фиг.2,i) поступает на второй вход аналогового ключа 6, на первый вход которого пос тупает сигнал с выхода усилителя 5 с автоматической регулировкой усиления (фиг. 2, К ); На выход аналогового ключа 6 проходит первая полуволна принятого сигнала (фиг. 2). Пороговые блоки 9 и 13 работают от переднего фронта принятого сигнала, причем уровень срабатывания поро гового блока 9 больше уровня срабатывания порогового блока 13. Пороговые блоки 9 и 13 вьфабатывают импуль сы, которые поступают на первые входы первой и второй схем И 10 и 14. На второй вход первой схемы И 10 поо тупает сигнал с второго вькода Гене1394 ратора 8 запретных импульсов (фиг.2, Схема И 10 вырабатывает импульс (фиг. 2,в ) который поступает на первый вход первого эадатчика 11 времени, на второй вход которого поступает сигнал с выхода синхронизатора 1. Задатчик 11 времени вырабатывает импульс (фиг. 2,«Jc), который поступает на второй-вход второй схемы И 14 и на первый вход преобразовате-t ля 12 временного интервала в цифровой код. Длительность этого импульса (фиг. 2,Х , истинное время распростра-. нения ультразвуковых колебаний в исследуемом изделииооибка в измерении за счет уровня срабатывания второго порогового блока 9. Вторая схема И 14 вырабатывает импульс, длительность it, (фиг. 2,U) которого соответствует разности между уровнями срабатывания пороговых блоков 9 и 13. Импульс с выхода схемы И 14 поступает на второй задатчик 15 времени, который осуществляет операцию умножения на коэффициента, так, что &i- О.:- u-t. Сигнал с выхода второго задатчика 15 времени поступает на второй вход преобразователя 12 временного интервала в цифровой код. Преобразователь 12 В1 еменного интервала в циф ровой код осуществляет операцию вычитания поступающих на его входы импульсов так, что длительность результирующего импульса оказьгоается равной времени распространения ультразвуковых колебаний в исследуемом изделии. Использование устройства для измерения скорости ультразвука позволяет увеличить точность измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛАХ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондиpyKHpJX импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь, усилитель с автоматической регулировкой усиления, вход которого соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя, аналоговый ключ, вход которого соединен с выходом усилителя с автоматической регулировкой усиления, первьй пороговый блок, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, генератор запретных импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого порогового блока, второй вход - с выходом синхронизатора, a первый выход - с вторым входом аналогового ключа, второй пороговый блок, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, первую схему И, первый вход которой соединен с выходом второго порогового блока, a второй вход соединен с вторым выходом генератора запретных импульсов,первый задатчик времени, первь1й вход которого соединен с выходом первой схемы И, a второй вход - с выходом синхронизатора, преобразователь временного интервала в цифровой код, i первый вход которого соединен с выходом первого задатчика времени, (Л отличающееся тем, что, с: с целью повышения точности измерения, оно снабжено третьим пороговым блоком, второй схемой И и вторым задатчиком времени, причем вход третьего порогового блока соединен с выходом аналогового ключа, a выход - с первым входом второй схемы И, второй со ел вход последней соединен с выходом первого задатчика времени, выход - с о со ;о входом второго задатчика времени, a выход последнего соединен с вторым входом преобразователя временного интервала в цифровой код.