Устройство для измерения времени распространения ультразвука в материалах Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 G01N29/04 

4 1чЭ ГчЭ

00

05

Изобретение относится к измерительной технике и может быть иснользовано при контроле характеристик материалов ультразвуковым методом. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета изменения формы имнульса. Устройство содержит нос.чедовательно соединенные си 4хронизнтор 1, генерагор 2 зондирующих имнульсов, излучатель 3, нрием- ник 5, блок 6 временного масн1табного преобразования, усилитель 7, пороговую схему 8, формирователь 9 временных ворот, второй вход которого подк.;1ючен к выходу синхронизатора 1, АЦП 10, блок 11 индикации. Блок 6 временного масн1табного преобразования может быть выполнен в виде переменного сопротивления 12 электрической нагрузки приемника. Время t,. распространения ультразвука определяется но формуле to (ti-kt-j)/ (1 -k), где ti и l - временные интервалы между моментами излучения и приема на одном нороговом уровне соответственно до и после временного масштабного нреобразования; k - масн1таб преобразования, или til (.O/(t: + t4-t -1.3), где ta и t4- временные интервалы, аналогичные tiи tL, но измеренные на другом нороговомуровне. 1 з.и. ф-лы, 2 ил. (Л

г

.ж,„...

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле физико-механических характеристик материалов ультразвуковым методом.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета изменения формы импульса.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор I, генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, акустически связанный с ним через исследуемый материал 4 приемник 5, блок 6 временного масштабного преобразования, усилитель 7, пороговую схему 8, формирователь 9 временных ворот, второй вход которого подключен к синхронизатору 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10 и блок 11 индикации.

Блок 6 временного масштабного преобразования может быть выполнен в виде переменного электрического сопротивления 12 нагрузки приемника 5.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает периодически следующие импульсы для запуска генератора 2 зондирующих импульсов, а также импульсы, определяющие момент излучения импульсов ультразвука в контролируемый материал 4. Прощедшие через материал 4 импульсы преобразуются приемником 5 в электрические и поступают через блок 6 временного масштабного преобразования на усилитель 7, обеспечивающий приведение амплитуды первого полупериода принятых УЗК к нормированному уровню UH на входе пороговой схемы 8. Пороговая схема 8 срабатывает на пороговом уровне Uo первого полупериода принятых УЗК и формирует импульс, который своим передним фронтом определяет момент приема УЗК. Этот импульс и импульс с выхода синхронизатора 1, определяющий момент излучения УЗК, поступают на формирователь 9 временных ворот, который формирует импульс, равный временному интервалу между моментами излучения и приема УЗК. Длительность импульса с выхода формирователя 9 преобразуется в цифровой код АЦП 10 и фиксируется блоком 11 индикации.

Блок 6 временного масштабного преобразования обеспечивает попеременное поступление на вход усилителя 7 принятых импульсов без изменения их временного масщтаба или принятых импульсов 7 с изменением их временного масщтаба в k раз

(k - коэффициент временного масщтаб- ного преобразования). При этом в блоке 11 индикации фиксируют временные интервалы ti в первом случае и t2 во втором случае. При известном значении k измеряемое время распространения может быть определено по формуле

10

t .ti-kta

Ь zrirВременное масщтабное преобразование принятых импульсов можно осуществить, изменяя электрическую нагрузку приемника УЗК, например, при помощи подключенного к нему переменного сопротивления 12. В этом случае до и после временного масштабного преобразования производят отсчеты временных интервалов между моментом излучения и моментами приема импульсов УЗК, фиксируемыми на двух пороговых уровнях Uo и Uo. На пороговом уровне Uo отсчитываются временные интервалы ti и t2, а на пороговом уровне Uo - временные интервалы ts и t4. Измеряемое время распространения в рассматриваемом случае может быть определено по формуле

to

t|t4-t2t3 t|+t4 -12-ts

Формула изобретения

Фаг. 2