Устройство для измерения фазовой скорости ультразвука Советский патент 1987 года по МПК G01H5/00 

11

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения фазовой скорости ультразвука.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет оптимизации режима работы фазового детектора в устройстве.

, На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения фазовой скорости ультразвука.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидального напряжения, первый селектор 2, усилитель 3 мощности, излучающий 4 и приемный 5 электроакустические преобразователи и усилитель 6, генератор 7 видеоимпульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого селектора 2, фазовый детектор 8 и осциллограф 9, подключенный к выходу усилителя 6, второй селектор 10, выход которого подключен к первому входу фазового детектора 8, подключенные к выходу последнего последовательно соединенные интегратор 11 и нуль-индикатор 12, подключенные к выходу генератора 1 синусоидального напряжения частотомер 13 и фазовращатель 14, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 8 и последовательно соединенные линию 15 задержки и пер- вь1й формирователь 16 импульсов, выход которого подключен к первому входу осциллографа 9 и к управляющему входу второго селектора 10, генератор 7 видеоимпульсов выполнен из последовательно соединенных делителя 17 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 1 синусоидального напряжения и второго формирователя 18 импульсов, выход которого служит выходом генератора 7 видеоимпульсов, выход делителя 17 час- тоты соединен с входом линии 15 задержки и входом синхронизации осциллографа 9, второй вход которого подключен к выходу усилителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Делитель 17 частоты, работающий от генератора 1 синусоидального напряжения, запускает второй формирователь 18 импульсов через линию 15 задержки, первый формирователь 16 импульсов и развертку осциллографа 9, тем самьпч задавая такт работы уст92

ройства. Прямоугольный импульс с выхода формирователя 18 открывает первый селектор 2, на выходе которого вырабатываются радиоимпульсы с жесткой привязкой по фазе с высокочастотным заполнением. Эти радиоимпульсы усиливаются усилителем 3 мощности и поступают на излучающий электроакустический преобразователь 4. Сигналы, прошедшие образец 19, принимаются приемным электроакустическим преобразователем 5, усиливаются усилителем 6 и поступают на вход второго селектора 10 и второй вход осциллографа 9. Одновременно с помощью линии 15 задержки и первого формирователя 16 импульсов вырабатьшается прямоугольный импульс, задержанный относительно такта на некоторое время.

Этот импульс управляет вторым селектором 10 и одновременно поступает на первый вход осциллографа-. 9. Таким образом, на экране осциллографа 9 наблюдают сигналы, прошедшие образец 19,

и селектирующий импульс. Регулируя время задержки (с помощью линии 15 задержки) и длительность импульса на выходе формирователя 16 импульсов, совмещают селектирующий импульс с прошедшим информационным си гналом на экране осциллографа 9. Сигнал с выхода второго селектора 10 поступает на первый вход фазового детектора 8. На второй вход последнего подается

опорное синусоидальное напряжение с выхода фазовращателя 14. На выходе интегратора 11, подключенного к фаговому детектору 8, появляется постоянное напряжение, пропорциональное косинусу разности фаз опорного и принятого сигналов. Изменяя фазу опорного сигнала, с помощью фазовращате-. ля 14, устанавливают нулевое напряжение на выходе интегратора 11, о

чем судят по показаниям нуль-индикатора 12. Это соотйетствует сдвигу фаз опорного и принятого сигналов на величину 1Г/2. Измеряют частоту , генератора 1. Далее увеличивают или

уменьшают частоту генератора 1 до тех пор, пока не установят следующий нуль на нуль-индикаторе 12. Измеряют частоту 2 генератора 1. Фазовую скорость ультразвука определяют по фор

муле

с 2(f, - f)l, где 1 - длина образца.

313

Точность измерения фазовой скорости ультразвука в предлагаемом устройстве определяется погрешностями установки частот i, и j и погрешностью измерений длины t. В свою очередь, точность установки частот про- .порциональна дифференциальной чувствительности фазового детектора, кото- .рая максимальна при реализуемом в устройстве сдвиге фаз (равном If/2).

Таким образом, за счет обеспечения оптимального режима работы фазового детектора в предлагаемом устройстве достигается повышение точности измерения фазовой скорости ультразвука.

Формула изобретения

Устройство для измерения фазовой скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, первый селектор, усилитель мощности, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, генератор видеоимпульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого селектора, фазовый детекСоставитель Г.Максимочкин Редактор А.Сабо Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 1963/39 Тираж 500Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгоро, ул. Проектная,

94

тор и осциллограф, отличающееся тем, что, с целью повышения .точности измерения, оно снабжено подключенным к выходу усилите- ля вторым селектором, выход которого подк лючен к первому входу фазово- го детектора, подключенными к выходу последнего последовательно соеди-- ненными интегратором и нуль-индикатором, подключенным к выходу генератора синусоидального напряжения частотомером и фазовращателем, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, и последовательно соединенными линией задержки и первым формирователем импульсов, выход которого подключен к первому входу осциллографа и к управляющему входу второго селектора, генератор

видеоимпульсов выполнен из последовательно соединенных делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, и второго формирователя импульсов, выход которого служит выходом генератора видеоимпульсов, выход делителя частоты соединен с входом линии задержки и входом синхронизации осциллографа, второй вход которого подключен к выходу усилителя,

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для измерения фазовой скорости ультразвука.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет оптимизации режима работы фазового детектора. С помощью генератора 1, делителя 17 частоты, формирователя 18 импульсов и первого селектора 2 формируют радиоимпульсы с жесткой привязкой по фазе с опорным синусоидальным напряжением на выходе генератора 1 . Фазовращатель 14, интегратор 11 и нуль-индикатор 12 обеспечивают возможность отсчета частоты при разности фаз опорного и принятого сигналов, равной , что соответствует максимальной дифференциальной чувствительности фазового детектора 8 и приводит к повышению точности измерения фазовой скорости ультразвука. 1 ил. SS (Л иЮЗ -Hi tb