Устройство для измерения толщины покрытия Советский патент 1987 года по МПК G01B15/02 G06K9/46 

11

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор I ультразвуковых колебаний, формирователь 2 сигналов излучения, приемник 3, усилитель-ограничитель 4, детектор 5, регистр 6 задания уровня, первый 7 и второй 8 цифроаналоговые преобразователи (ЦАЛ), генератор 9 импульсов, первый 0, второй 11, третий 12, четвертый 13 и пятый 14 элементы И, первый 15 и второй 16 триггеры, первый 17 и второй 18 счетчи

ки, первый 19 и второй 20 элементы задержки, элемент НЕ 21, компаратор 22, дешифратор 23 и элемент ИЛИ 24.

Устройство работает следующим образом.

На вход 25 поступает импульс запуска и запускает генератор I ультра звуковых колебаний, работающий в автоколебательном режиме. Ультразвуковые колебания поступают с генерато- ра 1 на формирователь 2 и излучаются на дорожное полотно, покрытое льдом, импульс ультразвуковой волны отражается как от поверхности льда (луч А) так и от контакта лед - асфальтобетон (луч в). Отраженные импульсы принимает приемник 3 и усиливает усилитель-ограничитель 4. После детектирования детектором 5 импульсы попадают на компаратор 22. Напряжение на входе 26 через регистр 6 и ЦАП 8 задает уровень срабатывания компаратора 22.

При первом срабатывании компаратора 22 формируется импульс А от ледового покрытия, поступающий на нулевой вход триггера 15, который до этого в начале каждого цикла измерения устанавливается по единичному входу в единичное состояние импульсом синхронизации от- генератора 1. При этом элемент И 10 открывается, и счетчик 17 подсчитывает импульсы от генератора 9 импульсов. Выходы счетчика 17 подключены к дешифратору 23, на выходе которого присутствует высокий потенциал до тех пор, пока счетчик 7 не зафиксирует максимальное показание, величина которого пропорциональна времени интервала измерения второго импульса В. С приходом импульса А триггер 15 сбрасы

вается в нулевое состояние, элемент И 10 закрывается и счет импульсов в счетчике 17 прекращается. Так как показания счетчика 17 не достигли максимального значения, на выходе дешифратора 23 высокий потенциал, который открывает элемент И 12, на другой, вход которого подается высокий потенциал с нулевого триггера 16. Этот же импульс А, задержанный элементом 19 на время срабатывания триггера 15 и счетчика 17, проходит через элемент И 12 на единичный вход триггера 16, устанавливая его в единичное состояние.

До этого моментd импульс А через элементы И 13 и 14 не проходит, так как они закрыты отрицательными перепадами напряжения с единичного выхода триггера 16 и элемента НЕ 21 соответственно. Перейдя в единичное состояние, триггер 16 закрывает элемент И 12, открывает элемент И П и к входу счетчика 18 подключается генератор 9.

Если теперь вслед за импульсом А приходит импульс В, через элемент 19 задержки он поступает через открытый элемент И 13 и элемент ИЛИ 2 4 на нулевой вход триггера 16, сбрасьшая его в нулевое состояние. В результате элемент И I1 закрьшается, и счетчик 18 фиксирует код, процорциональ- ный толщине льда на дорожном покрытии, который преобразуется в ЦАП 7 в напряжение и выдается в качеств.е управляющего напряжения на выход 27 устройства.

Кроме того, импульс В с выхода элемента ИЛИ 24 после задержки зле- ментом 20 на время цифроаналогового преобразования в ЦАП 7, поступает на установочные входы счетчика 17 и 18, возвращая их в исходное состояние.

Если же в процессе копирования дорожной поверхности толщина льда близка к нулю, то после начала цикла измерения с выхода компаратора 22 в

конце цикла появляется лишь импульс А (в). Однако в момент сброса триггера 15 поступившим ршпульсюм,счетчик 17 фиксирует код, равный максимальному значению, и депшфратор 23

фиксирует это р момент наличием низ кого потенциала на выходе. Значит элемент И 12 закрыт, а элемент И 14 открыт и через него импульс А (в) проходит на элемент ИЛИ 24 и далее,

подтверждая нулевое состояние триггера 16 и обнуляя счетчики 17 и 18.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины покрытия, содержащее- два генератора импульсов, формирователь импульсов, приемник, усилитель, детектор, два триггера, два счетчика, первый и вто рой элементы И, регистр, компаратор и первый цифроаналоговый преобразователь, первый выход первого генератора подключен к входу формирователя импульсов, а второй выход - к первому входу первого триггера, выход приемника подключен через усилитель к детектору, выход второго генератора подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которьпс соединены соответственно с выходом первого триггера и первым выходом второго триггера, а выходы подключены к первым входам первого и второго счетчиков соответственно, выход второго счетчика соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, а вход регистра является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений устройства, оно содержит второй цифро- аналоговый преобразователь, два эле- мейта задержки, третий, четвертый и

пятый элементы И, дешифратор, элемент НЕ и элемент ИЛИ, выход регистра подключен через второй пифроана- логовый преобразователь к первому 2 1Ьходу компаратора, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выход подключен к второму входу первого триггера и входу первого элемента задержки, выход которого сое- 10 динен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, вход дешифратора подключен к выходу первого счетчика, а выход соединен с вторым входом третьего элемента И

15 и входом элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, третий вход третьего эле- мента И соединен с вторым входом второго триггера, а выход третьего эле20 мента И подключен к первому входу второго триггера, второй выход которого подключен к входу второго элемента задержки и выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам

25 четвертого и пятого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с первым выходом второго триг гера, выход второго элемента задержки соединен с вторыми входами счет30 чиков, вход первого генератора является вторым входом устройства, а вы- 1 ход первого цифроаналогового преобразователя является выходом устройства.

26

25

о

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - расширение диапазона измерений устройства. За -счет введения в устройство дешифратора и элемента НЕ обеспечивается устойчивая работа при толщине покрытия, близкой к нулю. В период времени между перебросами триггера импульсами первого генератора и компаратора счетчик учитывает импульсы второго генератора и фиксирует максимальное значение, при котором потенциал на выходе дешифратора переходит с высокого уровня на низкий, открывая элемент И для прохождения импульса компаратора. 1 ил. с (О