Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах Советский патент 1988 года по МПК G01H5/00 

Фиг.1

N)

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения скорости ультразвука в материалах и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1249341.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства за счет

14. Генератор 2 импульсов с помощью излучающего акустического преобразователя 3 возбуждает в образце 18 исследуемого материала ультразвуковые колебания, которые принимаются приемным акустическим преобразователем, 4.Сигнал с выхода приемного акустического преобразователя 4 усиливается усилистабилизации уровня срабатывания схе-JQ телем5 (фиг.26) и через ключ 6 поступает

на вход экстрематора 15 (фиг. 2в) .На выходе экстрематора 15 получают импульсы (фиг. 2г), совпадающие с экстремумами сигнала. С выхода экстрематора 15

мы совпадения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу

устронства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов и излучающий акустический преобразователь 3, последовательно соединенные приемный акусти- ческ1т преобразователь 4, усилитель 5, ключ 6, пиковый детектор 7 и делитель 8 напряжения, первьй 9 и второй 10 компараторы напряжения, первые входы которых соединены с выходом ключа 6, а вторые вхо/у 1 - с соответствующими выходами делителя 8 напряжения, первый триггер 11, первьш вход которого соединен с синхронизатором 1, а второй вход - с выходом первого компаратора 9 напряжения, второй триггер 12, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого 9 и второго 10 компараторов напряжения, измеритель 13 интервалов времени, входы которого соединены соответственно с выходами первого 11 и второго 12 триггеров, третий триггер 14, первьй вход которого соединен с синхронизатором 1, а выход - с управляющим входом ключа 6, экст- рематор 13, вход которого соединен с выходом ключа 6, третий компаратор 16 напряжения, первый вход которого соединен с выходом ключа 6, а второй вход - с источником порогового напря жения и,, схему 17 совпадения, входы которой соединены с выходами экстре- млтора 15 и третьего компаратора 16 напряжения, а выход - с вторым входом третьего триггера 14. Кроме того, показан образец 18 исследуемого материала.

Устройство работает следующим образом.

С синхронизатора 1 периодическая последовательность импульсов (фиг.2а) поступает на генератор 2 импульсов, первьй триггер 11 и третий триггер

,

14. Генератор 2 импульсов с помощью излучающего акустического преобразователя 3 возбуждает в образце 18 исследуемого материала ультразвуковые колебания, которые принимаются приемным акустическим преобразователем, 4.Сигнал с выхода приемного акустического преобразователя 4 усиливается усили25

30

15

20

40

45

50

ное напряжение и, которое выбираетUo, А,

мии где - миниимпульсы поступают на первый вход схемы 17 совпадения. Сигнал с выхода ключа 6 поступает на первый вход третьего компаратора 16 напряжения на второй вход которого поступает опорися из условия Un

и„ - уровень помех, Л , мальньй уровень амплитуды первого вступления.

На выходе третьего компаратора 16 напряжения сигнал (фиг. 2д) появляется в тот момент, когда уровень сигнала с выхода ключа 6 превьшает величину опорного напряжения и,. Сигнал с выхода третьего компаратора 16 напряжения разрешает прохождение через схему 17 совпадения импульса с В 1хода экстрематора 15, соответствующего экстремуму первого вступления. Импульсом с выхода схемы 17 совпаде- 35 ния (фиг. 2е) сбрасывается третий

триггер 14, который закрывает ключ 6. На выходе последнего получают периодическую последовательность сигналов (фиг. 2в) длительностью от начала импульса синхронизатора 1 до экстремума первого вступления прошедшего импульса, которая поступает на пико- вьй детектор 7 и входы первого 9 и второго 10 компараторов напряжения. С пикового детектора 7 напряжение, равное по величине амплитуде А, первого вступления, поступает на делитель 8 напряжения, с выходов которого на вторые входы компараторов 9 и 10 поступают опорные напряжения соответственно UQ, К,Л, и UQ KjA,.

Первый компаратор 9, срабатывая по уровню UQ, , сбрасывает первый триггер 11, образуя на выходе импульс

55 (фиг. 2ж) длительностью Т + At,, поступающий на суммирующий вход измерителя 13 интервалов.времени. Второй компаратор 10, срабатывая по уровню

Ug, сбрасывает второй триггер 12, образуя на его выходе импульс (фиг.2з) длительностью Т + лс, поступающий на вычитающий вход измерителя 13 вре- менных интервалов. На выходе измерителя 13 получают, например, в цифровом коде величину Т + ( A,t, - At).

Величины К, и К выбирают такими, что выполняется соотношение Лсt ut, в результате чего уменьшается систематическая погрешность измерений

Применение устройства позволяет повысить помехозащищенность при измерении скорости распространения ульт- развука.

Формула изобретения Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах по авт. св. № 12493Д1, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения помехозащищенности, оно снабжено третьим компаратором напряжения, первый вход которого соединен с выходом ключа, а второй вход - с источником опорного напряжения, и схемой совпадения, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходам экстрематора и третьего компаратора напряжения, а выход схемы совпадения соединен с вто- рьп входом третьего триггера.

Изобретение относитс я к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости ультразвука. Целью изобретения является повышение помехозащищенности. Помехозащищенность устройства повьппается за счет того, что сигнал на выходе третьего компаратора 16 напряжения появляется в тот момент, когда уровень сигнала с выхода ключа 6 превьщ1ает опорное напряжение U,, выбранное из условия и Uo, 1 АГ„„„, где и„ - уровень помех, Aj; „ин минимальный уровень амплитуды первого вступления, 2 ил.

и.

JIIII I I

и