Измеритель скорости распространения ударных волн Советский патент 1988 года по МПК G01H5/00 

4

СО

О

Од

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть иснользовано при контроле качества строительных материалов, в частности бетона.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения измерения частотных характеристик

упругих волнв

Иа фиг с 1 изображена структурная скгна измерителяJ на фиг,2 - временные диаграм пз15 иллюстрируюш 1е его работу

Измеритель содержит электродинами- ческий ударник 1, последовательно соединенные приемник 2 5 делитель 3 япря жения, усилитель 4, порогохэое у. грой- ство 5 9 ключ 6 и ;:1Д{фференцирую1Дий блок 7 J первьй блок 8 управления, включенный между вторым выходом порогового устройства 5 и управляющим входом ключа 6, два сдвиговых регистра 9 и 10, входы, которых подключены к выходам дифференцирующего блока 7, три цепи 11 - 135каждая из которых состоит из последовательно соединенных )ормирователя 14 (iSj 16) временных интервалов, счетчика 17 (8, 19) импульсов, ключа 20 (21 J 22) и цифрового индикатора 23 (24, 25) с дешифраторами j, три цепи 26 - 28, каждая из ко торых состоит из последовательно сое- .диненных формирователя 29 (ЗО, 31) временных интервалов и счетчика 32 (33в 34) импульсов, два последовательно соединенных синхронизатора 35 и 36 J первые формирователей 14- 16 связаны с электродинамическим ударником 1g а вторые входы этих формиро- вателей одновременно подключены к первому второму и третьему .выходам первого сдвигового регистра 9 и первым .входам формирователей 29 - 31 временных интервалов J вторые входы которых связаны с первым, вторым и третьим выходами второго сдвигового регистра 10, второй блок 37 управления, включенный между вторым выходом регистра 9 и управляющим входом делителя 3 напряже i.HHs вход 35 синхронизатора связан с первым выходом регистра 9, а выход . ЭТОГО синхронизатора - одновременно с управляющими входами счетчиков 17- S9 и ключей 20 - 22 J управляющие входы (учетчиков 32 - 34 подключены к выходу второго синхронизатора 36, Участок ис 1У1едуемого материала обозначен пози- .щей 38.

Измеритель работает следующим образом,

Электродинамический ударник 1 и приемник 2 установлены на поверхности материала 38. В исходном состоянии делитель 3 напряжения имеет максимальны коэффициент передачи, ключ 6 открыт, открыты также по цепям 11-13 ключи 20 22. После возбуждения с помощью электродинамического ударника 1 в материале 38 ударныг: волн импульс запуска (фиг.2а) с выхода ударника 1 поступаг ет на первые входы формирователей i4- 16, что обеспечивает начало отсчета времени t, t, t, „ распространения трех типов волн, а вдоль свободной поверхности материала 38 распространяются ударные волны: продольная I, поперечная t и поверхностная р. К приемнику 2 приходят поочередно (соответственно разнице в их скоростях) фро1;г.;,; продольной, поперечной и поверхностной волн. Экспериментально установлено, что при практическом ра- амплитуд продольной и поперечной волн, амплитуда поверхностной волны в десятки раз превьш1ает их амплитуды. Приемник 2 преобразует механические колебания в электрические (фиг,2д), которые затем через делител

3 и усилитель 4 поступают на пороговое устройство 5, Импульс 1 , сформированный из первой полуволны 1 пороговым устройством 5 при пороговом напряжении Uj,, проходит через открытый ключ 6 на дифференцирующий блок 7. Одновременно задним фронтом этого импульса запускается первый блок 8 управления, который вырабатывает.импульс, запирающий ключ 6, что предот- вршчает попадание остальных полуволн 1 в дифференцирующий блок 7, Последний дифференцирует импульс l и формирует однополярные импульсы, соот- ветствуюЕше его переднему и заднему фронтам (фиг.2ж). Затем эти импульсы поступают на входы сдвиговых регистров 9 и 10, причем импульсJ соответствующий переднему фронту, поступа ет на вход регистра 9, а импульс, соответствующий заднему фронту - на. вход регистра 10, С выхода ; регистра 9 импульс (фиг.2з) поступает одновременно на второй вход формирователя 14 временных интервалов, останавливая счет времени tj, на синхронизатор 35, обеспечивая режим индикации результата измерения, а также на первый вход

формирователя 29 временных интервалов обеспечивая начало счета длительности продольной полуволны Tfi, Снимаемый с выхода регистра 10 импульс (фиг.2и)5 соответствующий заднему фронту импульса l , поступает на второй вход формирователя 29j в результате чего останавливается счетчик 32 к хранит информацию о длительности продольной полуволны Iд (фиг.2к). По истечении времени блокировки (устанавливается экспериментально в зависимости от базы прозвучивания) ключ 6 открывается и пропускает на дифферен- цирующий блок 7 импульс t s сформированный пороговым устройством 5 из первой поперечной полуволны t на пороговом уровне и о Однополярные импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам импульса t , с выходов дифференцирующего блока 7 поступают на входы соответственно регистров 9 и 10

С выхода 2 регистра 9 импульс, соответствуюищй переднему фронту импульса t 5 одновременно поступает на фop иpoвaтeль 15 временных интервалов, останавливая счет времени ti, на первый вход формирователя. 30 временных интервалов, обеспечивая начало счета длительности поперечной полуволны Т15, -и на второй блок 37 управления j который вырабатывает управляющий импульс, резко снижающий коэффициент передачи делителя 3, а с выхода 2 регистра 10 импульс, соответствующий заднему фронту импульса t , поступает на второй вход формирователя 30 временных интервалов, обеспечивая остановку счетчика 33 и хранение 3 нем информации о длительности поперечной полуволны Т,, В результате снижения коэффициента передачи делителя 3 амплитуда первого вступления

Q 5 0

5

0

5

3 регистра 9 импульс (фиг.2о), со- ответствуюпц й переднему фронту импульса р , , приходит одновременно на второй вход формирователя 16 временных интервалов, останавливая счет времени t, и на первый вход формирователя 31 временных интервалов, обеспечивая начало счета длительности поверхностной полуволны Тр„ Снимаемый с выхода 3 регистра 10 импульс (фкг.2п)j соответствующий заднему фронту импульса р , поступает на второй вход формирователя 3 временных интервалов, что обеспечивает остановку счетчика 34 и хранение в нем информации о длительности поверхностной полуволны Тр(фиг.2р). Выработанный синхронизатором 35 импульс (фиг,2с), длительностью несколько секунд обеспечивает индикацию результатов измерения временных интервалов t, t. , tp. Задним фронтом импульса индикации производится сброс в нуль счетчиков 17-19 импульсов J одновременно ключи 20 - 22 обеспечивают подключение счетчиков 32 - 34 к индикаторам 23-25, а синхронизатор 36 вырабатывает им-г пульс, обеспечиванж1ий (фиг.2т) индикацию результатов измерения длительностей полупериодов Т., Т,, Тр (фиг.2у, ф, х), По истечении времени индикации задним фронтом этого импульса с выхода синхронизатопа 36 осуществляется сброс в нуль счетчиков 32 - 34.

После окончания цикла измерений второй блок 37 управления снимает управляющее напряжение с делитедтя 3, приводя его в исходное состояние.

40

ормула изобретения

Измеритель скорости распространения ударных волн, содержащий элек

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества строительных материалов, в частности бетона. Цепь изобретения - расширение функциЬнальньк возможностей за счет обеспечения измерения частотных характеристик упругих волн. Устройство содержит электродинамический ударник 1, приемник 2, делитель 3 напряжения, усилитель 4, пороговое ycf ройство 5, ключ 6, дифференцирующий блок 7, первый и второй блоки 8 и 37 управления, первый и второй сдвиговые регистры 9 и 10, три цепи 11, 12 и 13, состоящие каждая из формирователя. 14 (13, 16) времеиных интервалов, счетчика 17 (18, 19) импульсов, ключа 20 (21, 22) и цифрового.индикатора 23 (24, 25) с дешифратором, три цепи 26, 27 и 28, состоящие каждая из формирователя 29 (30, 31) .временных интервалов и счетчика 32

поверхностной волны р становится при- 45 тродинамическии ударник, последовамерно равной амплитудам продольной и поперечной волн, что обеспечивает единство измерения как времени их распространения tj, t, tp, так и длительности полуволн принимаемых типов волНэ Сформированный из первой поверхностной полуволны р пороговы устройством 5 на пороговом уровне UQ , импульс р поступает через откры- Tbtfi ключ 6 на дифференцирующий блок 7 о С выхода блока 7 однополярные им- пульсы соответствующие переднему и заднему фронтам импульса р , поступают на регистры 9 и 10. С выхода

О

5

тельно соединенные приемник, делитель напряжения, усилитель, пороговое устройство и ключ, первый блок управления, вход которого подключен к второму выходу порогового устройства, а выход - к второму входу ключа, три цепи, каждая из которьк состоит из последовательно соединенных формирователя временных интервалов, первый вход которого соединен с электродинамическим ударником, счетчика импульсов и цифрового индикатора с дешифратором, второй блок управления, выход которого подключен к управляющему входу делителя напряжения, первый синхронизатор, первый сдвиговый регистр, три выхода которого соединены соответственно с вторыми входами формирователей интервалов времени, второй выход первого сдвигового регистра подключен также к входу второго блока управления, вход первого синхронизатора соединен с первым выходом первого сдвигового регистра, а выход г управляющими входами счетчиков импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения изме- рения частотных характеристик упругих волн, он снабжен дифференцирующим блоком, вход которого подключен к выходу ключа, вторым сдвиговым регистром, тремя дополнительными цепями, каждая.из которых состоит из последовательно соединенных формирователя временных интервалов и счетчика импульсов, тремя дополнительными ключами, первые входы которых подключены

f)u9.2

ВНИИПИ Заказ 5331/41 Тираж 524. Подписное, , Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, А

соответственно к выходам первого, второго и третьего счетчиков импульсов, а вькоды - к входам первого, второго и третьего цифровых индикаторов с дешифраторами, и вторым синхронизатором, вход которого соединен с выходом первого, синхронизатора, а выход - с управляю1дими входами счетчиков импульсов, дополнительных цепей, первый и второй выходы дифференцирующего блока связаны соответственно с входами первого и второго сдвиговых регистров, первый и второй входы формирователей временных интервалов дополнительных цепей соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими выходами первого и второго сдвиговых регистров, вторые входы дополнительных ключей подключены к выходам соответственно первой, второй и третьей дополнительных цепей, а управляющие входы дополнительных ключей связаны с выходом первого синхронизатора.