Прибор для измерения скорости распространения ультразвука в коже и других пластических материалах Советский патент 1958 года по МПК G01P3/22 

Приборы ДЛЯ измерения скорости распространения хмьтразвука, например в коже и других пластических материалах, известны. По скорости распространения ультразвука в этих материалах возможно судить об lix свойстве и качестве.

В таких приборах скорость распростране1И1я ультразвука оиреде.чяют по смещению по времени посланного и принятого импульсов у.чьтразвука, проходящих через испытываемый материал. Эти приборы содержат азлучатель импульсов, включенный в схему нз.мери1тельного ггк1ьнаиометра.

Оп15сываемый прибор отличается от известных тем. что, с цельк ис1 почения влияния изменения толщины испытываемого материала па точность измерения скорости рснространення в нем ультразвука, в . измерите 1ьного гальванометра включено ко и1енсируюн1ее переменное сопротивление, изменяемое п)опорциона. нзмене1 ио то.иципы и.спытыBaeNiOro материала.

Для удобства измерения прибор вьню.мнен в Я1де скобы д.чл измерения толщины испытываемого материала, наконечниками которой являются излучате.ль и приемник импульсов ультразвука, один из которых установлен подвижно и механически соединен с дзпжком компенсирхющего переменного сопротивления.

С целью ускорения процесса измерения и облегчеи ш ,енил прибора относительно измеряемого материала, нако}1ечпнки выпо. в вгаде роликов.

На фиг. 1 показана блок-схема прибора; на фиг. 2- гфинциниалышн электросхема; на фиг. 3-общий вид ирибора (а) и его наконечники (б).

Скорость распространения ультразвука в различных материалах различна. Она зависит от ряда свойств материала, через пропускают импульсь ультразвука, в том числе и от структуры этого материала.

№ 115102- 2 -

Возможно экспериментально найти зависимость скорости распространения ультразвука через испытываемые пластические материалы в зависимости от их состояния н структуры. Измеряя скорость распространения ультразвука через испытываемые материалы, возможно определять их свойства, как например степень дубления кожи, пропитки различных материалов, вулканизации резины, а так же величину структурных изменений кожи, резины, пластических и высокомолекулярных соединений, их толщину, влажность и другие свойства.

Прибор состоит из двух основных частей: генератора со схемой приемного устройства импульсов ультразвука и измерительной скобы для измерения толщины испытываемого материала, наконечниками которой являются излучатель и приемник импульсов ультразвука.

В блок-схему прибора (фиг. 1) входят: задающий генератор 1, работающий по принципу мультивибратора, генератор 2 импульсов, излучатель 3, содержащий титанатбариевую пластинку, на частоте 100 кгц, приемник 4 импульсов ультразвука, содержащий пластинку из сегнетовой соли, включенный в цепь трехкаскадного усилителя 5 и преобразователя импульсов 6.

Импульсы ультразвука, подаваемые непосредственно от задающего генератора 1, проходящие с задержкой времени через испытываемые материалы, принимаемые приемником 4, подаются через датчик 7 стартовых сигналов на триггер 8 и далее через нормализатор 9 на мостовую схему 10 с гальвано.метром // для прямого отсчета. Принцип работы прибора следующий.

Мультивибратор / (фиг. 1 и 2), собранный на лампе J2, вырабатывает прямоугольные положительные нмпу. длительностью 5 мсек, с частотой повторения 2,5 кги. Этот н.мпзльс подается на генератор 2, собранный на лампе /5. Задний фронт импульса возбуждает колебания с частотой 100 кгц в контуре, образованном дросселе.м 14 и тптанатбариевым излучателем . Титанатбарнсвый излучатель из;|учает серии ультразвуковых колебаний ; 100 кгц с частотой повторения 2,5 кгц.. Параллельно дросселю 14 включено сопротивление 15, обеспечина още,о быстрое затухание колебаний в контуре.

Ультразвуковые колебания от тита11атба)иевого излучателя «роходят с задержкой времени через испытываемый материал и принилшются приемнико.м 4 из сегнетовой соли, где преобразуются в электрические сигна.лы. Эти сигналы усиливаются усилителем 5, собранным на двух лампах 16 и 17 н лампе 18, подаются на задержанный мультивибратор, собранный на лампе 19. М льтивибратор запускается приходящим имну.гьсом и вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью 300 мсек. Эти импульсы дифферетщируются и подаются на преобразовате/ш 6, собранный на .лампе 20, а с него via каток датчика 7 стартовых сигналов, собрат ный на .лампе 21.

Па другой катод этой лампы подаются дифференцированные импуль{ы заднего фронта мультивибратора / с ла ты12. С датчика 7 стартовых сигналов и.мпульсы подаются на аноды релаксационного реле с двумя устойчивыми состояниями триггера 8, собранного на лампе 22. Реле вырабатывает пря.моугольные импульсы, по длительности равные времени прохождения импульса ультразвука через испытываемый материал. С триггера импульсы подаются на нормализатор 9, собранный на лампе 23, где происходит ограничение этих импульсов по верхнему и нижнему уровню. Далее имнульсы подаются на катодный повторитель, собрапный на лампе 24, а затем на мостовую схему 10. В диагональ мостовой схемы включен гальванометр //, регистрирующий протекающий ток при разбалансе этой схемы. Величина этого тока зависит от частоты повторения импульсов, их

амплитуды 11 длительности. Частота повторения и.мпу.чьсов постоянна, так как обеспечивается мультивибратором, постоянна i амплитуда этих пмпульсов, обеспечиваемая нормализатором 9.

Поэтому весП:ичина тока, протекаюн.;сго через гальванометр //, будет зависеть только от длительности импульса. Длительность этого импульса равна времени прохождения ультразвука через испытываемый материал, т. е. будет зависеть от скорости расиростраиения ультразвука в этом материале.

С целью исключения влияния измеиешш толи1,инь1 испытываемого материала на точность измерения скорости расиространсшя в нем ультразвука, в цепь излшрительного гальванометра включено комненсируюгцее переменное сопротивление 25, измеияемое пропорционально изменению величины толн;ины испытываемого материала. Лампа 26 является выпряаштельной.

Прибор выполнен в виде собранной в ящике 27 (фпг. 3) электросхемы с гальванометром У/ и скобы 28 для измерения толщины испытываемого л атериала, наконечннкамн которой являются излучатель 5 и приемник 4 импульсов ультразвука. Один из них, наиример прнемннк 4, установлен иодвижно, снабжен устройством по типу, например, винтовой головки 29 микрометра для его перемещения н механически соедннен с движком компенсируюп;его переменного сопротивления 25 (на чертеже не изображено).

С целью ускореиия процесса нзмерепия и облегчения иеремеа ения прибора отиосптельно испытываемого материала или испытываемого материала относительно прибора, наконечники скобы лК1гут быть выполнены в виде роликов 30.

1.Прибор для изл:ереиня скорости распростпаненпя ультразвука в коже и других пластических материалах, определяемой по смещению по времени посланного и принятого импульсов ультразвука, ироходящих через испытываемый материал, включающий в себя излучатель импульсов, включенный в схему генератора импульсов, и приемн;н импульсов, вк.чюченный в схему измерительного гальванометра, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния пзлгенеиия испытываемого материала на точность измерения скорости распространения в нем ультразвука, в цепь, измерительного гальванометра включено компенсирующее переменное сопротивление, изменяемое пропорционально изменению величины то.гщипы испытываемого материа.па.

2.Форма выполнения прибора по п. 1. от ,1 и ч а ю ьч а я с я тем, что он выполнен в виде скобы для измерения толи,1И1ы исиытываемого материала, наконечникам которой являются излучатель и приемник импульсов ультразвука, один из которых установлен подвижио и Л1ехапически соединен с движком компенсирующего переменного сопротивления.

3.Форма выполнеп ;я прибора но н. 2, о т л п ч а ю 1Н а я с я тем, что, с целью ускорення процесса измерет-т и облегчения перемещения прибора относительно из Fepяeмoгo материала, накоисчиики выполнены в виде роликов.

Предмет изобретен и к

UectoiiVMiamJ

сч

u ts

s ©