Ультразвуковое устройство для контроля прочности бетона Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

чающе-приемных каналов блока 6 излучающих и приемных ультразвуковых преобразователей и синхронизацию работы дисплея 21. При работе вычислительного блока 15 используется не язык программирования универсальной ЭВМ, а команды, применяемые в дефектоско

л-

1

Изобретение относится к неразруша- кяцим испытаниям ультразвуковыми методами и может быть использовано для контроля качества неметаллических материалов машиностроительной, строи- тельной и друпгх отраслей промышленности.

Цель изобретения - расширение области применения за счет снижения требований к условиям эксплуатации и упрощения обслуживания аппаратуры. На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового устройства для контроля прочности бетона; на фиг. 2-временные диаграммы работы блока формирования команд управления.

Ультразвуковое устройство для контроля прочности бетона содержит последовательно соединенные синхронизатор .1, блок 2 генераторов 3, 4, 5, ..., N зондирующих импульсов и блок 6 акустически связанных излучающих 7, 8, 9, ..., Ни приемных 10, 11, 12, ..., N ультразвуковых преобразо- вателей, первый коммутатор 13, выход которого подключен к второй группе входов блока 2 генераторов зондирующих импульсов, последовательно соединенные генератор 14 тактовых импульсов, блок 15 вычислений и блок 16 формирования команд управления, последовательно соединенные второй коммутатор 17, входом подключенньш к выходу блока 6 излучающ1-гх и приемных ультразвуковых преобразователей, уси литель 18, второй вход которого подключен к второй группе выходов блока 2 генераторов зондирующих импульсов, формирователь 19 строб- пчпульса, сче чик 20 импульсов, второй вход которого подключен к второму выходу генератора 14 тактовых импульсов, и диспле 21, второй вход которого подключен к

пии. Это позволяет вычислить прочность бетона по соотношению, исходя из полученных с помощью измерения кода времени распространения УЗС и коэффициентов, полученных экспериментальным путем для различньпс материалов. 2 ил.

10

15

20

55-35

30

40

выходу усилителя 18, блок 22 ввода информации, выходом подключенный к второму входу блока 15 вычислений, третий вход которого подключен к второму выходу счетчика 20 импульсов, выход блока 15 вычислений подключен к третьему входу дисплея 21. Блок 16 формирования команд управления выполнен из последовательно соединенных запоминающего регистра 23 и схемы И 24, последовательно соединенных генератора-синхронизатора 25 и ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульса. Второй выход запоминающего регистра 23 соединен с вторым входом ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульса, выход генератора-синхронизатора 25 подключен к второму входу схемы И 24. Входом блока 16 формирования команд управления является вход запоминающего регистра 23, а выходами - третий выход запоминающего регистра 23, подключенный к входу первого коммутатора 13 и второму входу второго коммутатора 17, выход схемы И 24, подключенный к входу синхронизатора 1, выход ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульса, подключенный к четвертому входу дисплея 21, и выход генератора-синхронизатора 25, подключенный к четвертому входу блока 15 вычислений.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 открывает один из генераторов 3 4, 5, ..., N блока 2 генераторов зондирующих импульсов, последовательность включения которьк определяется первым коммутатором 13. Открытый генератор зондирующих импу312

льсов возбуждает один из излучающих ультразруковьпс преобразователей 7, 8,9,.,.,N, который излучает ультразвуковые колебания в изделии (не показано). Порядок включения генерато- ров 3,4,5,...,N блока 2 генераторов зондирующих импульсов, база изделия для каждой пары излучающего и приемного преобразователей 7 - 10, 8-11, 9-12 блока 6 излучающих и приемных ультразвуковых преобразователей задаются с помощью блока 22 ввода информации.

Ультразвуковые колебания, принятые

звуковым преобразователем, а Т - код времени, соответствующий времени рас пространения УЗК, После этого блок 15 вычислений определяет прочность бетона по алгоритму R A-B T, где R - прочность бетона, А и В - коэффициенты, полученные эксперимен- альным путем для различных видов материалов. ;С второго выхода блока 15 информация, |необходимая оператору (время распространения УЗК по каждому каналу, усредненное время распространения УЗК, прочность бетона, время проведения измерения, тип изделия и так дасоответствующим приемным преобразова-15 дее) яоступает на дисплей 21. Режимы

телем 10,11,12, или, N, поступают на первый вход второго коммутатора 17, выход которого -подключен к первому входу усилителя 18. Первый 13 и второй 17 коммутаторы подключают соот- 20 ветствующие излучающий и приемный преобразователи блока 6 излучающих и приемных ультразвуковых преобразователей для возбуждения и приема в них ультразвуковых колебаний. Приемные 25 ультразвуковые преобразователи 10, 11,12,...,N преобразуют ультразвуковые колебания в электрический сигнал, ус1шиваются усилителем 18 и с помощью формирователя 19 строб-импульса пре- 30 образуются во временные промежутки, которые в счетчике 20 импульсов преобразуются в цифровой код. Код времени с второго выхода счетчика 20 импульсов поступает на третий вход бло- 35 ка 15 вычислений. На первьй вход блока 15 вычислений поступает последовательность импульсов с выхода генератора 14 тактовых импульсов, необходимая для синхронизации работы 40 внутренних узлов блока 15 вычислений. С второго выхода генератора 14 тактовых импульсов на второй вход счетчика 20 импульсов поступают импульсы, предназначенные для заполнения вре- 45 менных интервалов, приходящих с выхода формирователя 19 строб-импульса на первый вход счетчика 20 импульсов. Блок 15 вычислений проверяет кодь времени по различным критериям досто-50 верности, суммирует и усредняет полученные коды времени за несколько циклов измерения, вычисляет скорость распространения ультразвуковых колебаний из соотношения 55

vV ,

где V - скорость УЗК, f - расстояние между излучающим и приемным ультраработы блока 16 формирования команд управления задаются блоком 15 вычислений путем засылки с его третьего выхода кода на вход запоминающего регистра 23. Код, соответствующий номеру канала, который должен работать, поступает с третьего выхода запоминающего регистра 23 на первый вход первого коммутатора 13 и второй вход второго коммутатора 17. С первбго выхода запоминающего регистра 23 на первый вход схемы И 24 (фиг.2, кривая 2) поступает код, разрешающий прохождение сигнала, поступающего на второй вход схемы И 24 (фиг.2, кривая 1) с выхода генератора - синхронизатора. С выхода схемы И 24 сигнал (фиг.2, кривая 3) поступает на вход синхронизатора 1. С второго выхода запоминающего регистра 23 на второй вход ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульса поступает код, определяющий длительность импульса пилообразной формы, формируемого этим мультивибратором (фиг.2, кривая 4 - сигнал на выходе ждущего мультивибратора 26 при одном значении кода на его входе; фиг.2, кривая 5 - при меньшем значении кода на входе). Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульс.а поступает на четвертый вход дисплея 21. Для синхронизации процесса формирования выходного сигнала ждущего мультивибратора 26 на его первый вход подается сигнал с генератора-синхронизатора 25, этот сигнал поступает также на четвертый вход блока 15 вычислений для разрешения записи в запоминающий регистр 23. Блок 22 ввода данных представляет собой клавишный пульт, с помощью которого оператор вводит в

звуковым преобразователем, а Т - код времени, соответствующий времени распространения УЗК, После этого блок 15 вычислений определяет прочность бетона по алгоритму R A-B T, где R - прочность бетона, А и В - коэффициенты, полученные эксперимен- альным путем для различных видов материалов. ;С второго выхода блока 15 информация, |необходимая оператору (время распространения УЗК по каждому каналу, усредненное время распространения УЗК, прочность бетона, время проведения измерения, тип изделия и так дадее) яоступает на дисплей 21. Режимы

работы блока 16 формирования команд управления задаются блоком 15 вычислений путем засылки с его третьего выхода кода на вход запоминающего регистра 23. Код, соответствующий номеру канала, который должен работать, поступает с третьего выхода запоминающего регистра 23 на первый вход первого коммутатора 13 и второй вход второго коммутатора 17. С первбго выхода запоминающего регистра 23 на первый вход схемы И 24 (фиг.2, кривая 2) поступает код, разрешающий прохождение сигнала, поступающего на второй вход схемы И 24 (фиг.2, кривая 1) с выхода генератора - синхронизатора. С выхода схемы И 24 сигнал (фиг.2, кривая 3) поступает на вход синхронизатора 1. С второго выхода запоминающего регистра 23 на второй вход ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульса поступает код, определяющий длительность импульса пилообразной формы, формируемого этим мультивибратором (фиг.2, кривая 4 - сигнал на выходе ждущего мультивибратора 26 при одном значении кода на его входе; фиг.2, кривая 5 - при меньшем значении кода на входе). Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 26 с управляемой кодом длительностью импульс.а поступает на четвертый вход дисплея 21. Для синхронизации процесса формирования выходного сигнала ждущего мультивибратора 26 на его первый вход подается сигнал с генератора-синхронизатора 25, этот сигнал поступает также на четвертый вход блока 15 вычислений для разрешения записи в запоминающий регистр 23. Блок 22 ввода данных представляет собой клавишный пульт, с помощью которого оператор вводит в

51288581

числовые значения коэффиту контроля, критерии дорезультатов измерения. тствующий нажатой клавише, второй вход блока 15 вы

ние позволяет ра сширить менения, упростить процесс качество контроля и оцени бетона.

to

му им ко ус вы бл ро чи ни чи вы ду уп но ра не жд мо вт со му дл в е вы г г к х л 35 п

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля прочности бетона,содержащее последовательно соединенные синхронизатор, блок генераторов зондирующих импульсов и блок акустически связанных излучающих и прие мных ультразвуковых преобразователей, первый коммутатор, выход которого подключен к второй группе входов блока генераторов зондирующих импульсов, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, блок вычислений и бло формирования команд управления, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено последовательно соединенными вторым коммутатором, входом подключенным к выходу блока излучающих и приемных ультразвуковых преобразователей, усилителем, второй вход которого подключен к второй группе выходов блока генераторов зондирующих импульсов, формирователем строб- .импульса, счетчиком импульсов, второй вход которого подключен к второВШОШИ Заказ 7801/А2Тираж 799

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

му выходу генератора тактовых импульсов, и дисплеем, второй ,вход которого подключен к второму выходу усилителя, блоком ввода информации, выходом подключенным к второму входу блока вычислений, третий вход которого подключен к второму выходу счетчика импульсов, выход блока вычислений подключен к третьему входу счетчика импульсов, второй выход блока вычислений подключен к третьему входу дисплея, блок формирования команд управления выполнен из последовательно соединенных запоминающего регистра и схемы И, последовательно соединенных генератора-синхронизатора и ждущего мультивибратора с управляемой кодом длительностью импульса, второй выход запоминающего регистра соединен с вторым входом ждущего мультивибратора с управляемой кодом длительностью импульса, выход генератора-синхронизатора подключен к второму входу схемы И, входом -блока формирования команд управления является вход запоминающего регистра, а выходами - третий выход запоминающего регистра, подк.точенньй к входу первого коммутатора и второму входу второго коммутатора, выход схемы И, подключенный к входу синхронизатора, выход ждущего мультивибратора с управляемой кодом длительностью импульса, подключенный к четвертому входу дис- 5 плея, и выход генератора-синхронизатора, подключенный к четвертому входу блока вычислений.

0

5

0

Подписное

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковыми методами. Целью изобретения является расширение ббласти применения .за счет снижения требований к условиям эксплуатации и упрощение процесса обслуживания аппаратуры. Вычислительный блок 15 при сохранении вычислительных возможностей универсальной ЭВМ значительно упрощает работу с аппаратурой. Формирование команд управления позволяет управлять блоками 2 генераторов зондирующих импульсов, производить переключение излуСЛ fO эо х :л эо