Устройство для измерения времени распространения ультразвука в материале Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле качества изделий, из твердеющих материалов, в частности бетона.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерений за счет учета изменения влажности материала. .

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

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и тактовый распределитель 2, генератор 3 зондирунядих импульсов, генератор 4 синусоидальных колебаний, коммутатор 5, излучающий преобразователь 6, последовательно соединенные приемньй преобразователь 7 и усилитель 8, последовательно соединенные формирователь 9 временных интервалов и временной селектор 10, последовательно сое- диненные регулируемую линию lisa- держки, измеритель 12 разности фаз, преобразователь 13 разность фаз - временной интервал и дополнительный временной селектор 14, генератор 15 счетных импульсов и последовательно соединенные реверсивньй счетчик 6 и индикатор 17. На фиг. 1 также изображен участок 18 исследуемого материала, на котором установлены излучающий 6 и приемный 7 преобразовате- ли. Первый и второй выходы тактового распределителя 2 связаны соответственно с входом установки нуля реверсивного счетчика 16 и вторым входом индикатора 17, третий выход тактово- гд распределителя 2 подключен к входу генератора 3 зондирукяцих импульсов и к третьему входу коммутатора 5 четвертый выход тактового распределителя 2 соединен с входом генератора 4 колебаний и с четвертым входом коммутатора 5, выход генератора 3 импульсов связан с вторым входом коммутатора 5 и с первым входом формирователя 9 временных интервалов, выход 1 генератора 4 колебаний подключен к пятому входу коммутатора 5 и к входу линии 11 задержки. Первый выход коммутатора 5 соединен с излучающим преобразователем 6, второй выход - с вторым входом формирователя 9 вре- менных интервалов, третий выход - с вторым входом измерителя 12 разности фаз. Выход генератора I5 счетных

импульсов подключен к вторым входам временного селектора 10 и дополнительного временного селектора 14, выходы которьк соединены.соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 16.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователи 6 и 7 устанавливают на участок 18 исследуемого материала и включают синхронизатор 1, импульсы которого поступают на тактовый распределитель 2 (фиг. 2а). Последний из каждых четьфех импульсов последовательно формирует короткие положительные импульсы и распределяет их по выходам. Импульс с первого выхода поступает на вход установки нуля реверсивного счетчика 16 (фиг. 26), в котором на выходе устанавливается нулевое состояние.

Импульс с третьего выхода тактового распределителя 2 (фиг. 2в) поступает на вход.генератора 3 зондирующих импульсов и на третий вход коммутатора 5, переводя последний в состояние, при котором Нроисходит подключение излучающего преобразователя 6 к выходу генератора 3 зондирующих импульсов, выхода усилителя 8 - к второму входу формирователя 9 времен нйго интервала, первый вход которого соединен с выходом генератора 3 зондирующих импульсов.

Генератор 3 зондирующих импульсов под воздействием импульса с третьего выхода тактового распределителя 2 вырабатывает импульс пилообразной формы (фиг. 2е), поступающий на второй вход коммутатора 5, под воздействием которого излучающий преобразователь 6 излучает в материал 18 затухающие ультразвуковые колебания. Последние, пройдя через материал, воспринимаются приемным преобразователем 7, преобразуются в электрические колебания усиливаются усилителем 8 и через ком мутатор 5 поступают на второй вход фор{4ирователя 9 временного интервала (фиг. 2з), на первый вход которого поступает импульс с выхода генератора 3 зондирующих импульсов. Под воздействием этого импульса и первого полупериода принятых колебаний на выходе формирователя 9 формируется положительный импульс, длительностью равный времени распространения ультразвуковых колебаний в материале

(фиг. 2л). Этот импульс поступает на первый вход временного селектора 10, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 15 счетных импульсов. С выхода временного селектора 10 пакет счетных импульсов поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 16, на выходе котозависящей от влажности изделия (фиг. 2м). Этот импульс поступает на первый вход дополнительного временного селектора 14, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 15 счетных и шульсов. С выхода дополнительного временного селектора 14 пакет счетных импульсов,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле качества изделий из твердеющих материалов, в частности бетона. Цель изобретения - повьпиение точности измерений за счет учета изменения влажности материала. Устройство содержит синхронизатор 1, тактовый распределитель 2, генератор 3 зондирующих импульсов, генератор 4 синусоидальных колебаний, коммутатор 5, излучающий преобразователь 6, приемный преобразователь 7, усилитель 8, фор- мирователь 9 временных интервалов, временной селектор 10, регулируемую линию И .задержки, измеритель 12 разности фаз, преобразователь 13 разность фаз - временной интервал, дополнительный временной селектор 14, генератор 15 счетных импульсов, реверсивный счетчик 6, индикатор 17. При помощи генератора 3 импульсов и формирователя 9 временных интервалов измеряется время распространения ультразвука в материале, при помощи генератора 4 колебаний, регулируемой линии И задержки, измерителя 12 разности фазы, преобразователя 13 формируется импульс, дпительность которого пропорциональна влажности материала. На реверсивном счетчике 16 за счет сигналов с временных селекторов 10 и 14 формируется код, соответствующий времени распространения ультразвука с поправкой на влажность материала. 2 ил. S9 W 4 СП ф 00 Од 00

рого устанавливается код, соответст- ю равный длительности импульса на вывующий времени распространения ультразвуковых колебаний в изделии.

С четвертого выхода тактового распределителя 2 импульс (фиг. 2г) поступает на вход генератора 4 синусои- 15 вующий разности времени распрострадальных колебаний и на четвертый вхо .коммутатора 5, переводя последний в состояние, при котором происходит подключение излучающего преобразователя 6 к выходу генератора 4 колебаний, выхода усилителя 8 - к второму входу измерителя 12 разности фаз, первый вход которого соединен с выходом регулируемой линии 11 задержки.

Генератор 4 колебаний под воздействием импульса с четвертого выхода тактового распределителя 2 вырабатывает синусоидальные колебания (фиг. 2ж), поступаюцие на пятый вход коммутатора 5 и вход регулируемой линии 1 задержки. Под воздействием этих колебаний излучающий преобразо30 Устройство для измерения времени распространения ультразвука в материале,, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, последоваг

ватель 6 излучает в материал 18 ультразвуковые колебания, которые, пройдя 35 тельно-соединенные приемньй преобра- через материал, воспринимаются прием- зователь и усилитель, последовательным преобразователем 7, преобразуются в электрические, усиливаются усилителем 8 и через коммутатор 5 постуно соединенные формирователь временных интервалов, временной селектор, реверсивный счетчик и индикатор, комно соединенные формирователь временных интервалов, временной селектор, реверсивный счетчик и индикатор, ком

пают на второй вход измерителя 12 фаз 40 мутатор, первый выход которого под- (фиг. 2к), на первый вход которого : поступают прошедшие линию 11 задержки (фиг. 2и) колебания с выхода re-t нератора 4 колебаний (фиг. 2ж). Линия 11 задержки задерживает колебания генератора 4 колебаний на время, соответствующее времени распространения ультразвуковых колебаний в изделии при его нулевой влажности. Таким образом, измеритель 12 разности фаз измеряют разность фаз колебаний, прошедших через сухое и влажное изделия, на его выходе формируется напряжение, пропорциональное влажности контролируемого изделия, которое поступает на вход преобразователя 13 разность фаз - временной интервал. Последний преобразует это напряжение в импульс . длительностью.

ключен к излучающему преобразователю, второй выход соединен с первым входом формирователя временных интер валов, и генератор счетных импульсов 45 выход которого подключен к второму входу временного селектора, второй вход формирователя временных интервалов соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, выход усилителя подключен к первому входу комму татора, выход генератора зондирующих импульсов подключен к второму входу коммутатора, отличающее- с я тем, что, с целью повьшхения точ

50

55

ности измерений за счет учета изменения влажности материала, оно снабжено тактовым распределителем, первый выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного счетчика

ходе преобразователя 13, поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, в результате чего на его выходе устанавливается код, соответстнения ультразвуковых колебаний в изделии и длительности импульса, зависящего от влажности изделия, таким образом обеспечивается поправка кода. С второго выхода тактового распределителя 2 импульс (фиг. 2д) поступает на управляющий вход индикатора 17 и обеспечивает подключение последнего к выходу реверсивного счетчика 16 и индикацию результата измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени . распространения ультразвука в матеиале,, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, последоваг

тельно-соединенные приемньй преобра- зователь и усилитель, последовательтельно-соединенные приемньй преобра- зователь и усилитель, последовательно соединенные формирователь временных интервалов, временной селектор, реверсивный счетчик и индикатор, коммутатор, первый выход которого под-

мутатор, первый выход которого под-

ключен к излучающему преобразователю, второй выход соединен с первым входом формирователя временных интервалов, и генератор счетных импульсов, выход которого подключен к второму входу временного селектора, второй вход формирователя временных интервалов соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, выход усилителя подключен к первому входу коммутатора, выход генератора зондирующих импульсов подключен к второму входу коммутатора, отличающее- с я тем, что, с целью повьшхения точ

40 мутатор, первый выход которого под-

55

ности измерений за счет учета изменения влажности материала, оно снабжено тактовым распределителем, первый выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного счетчика.

второй выход соединен с вторым входом индикатора, третий выход подключен к входу генератора зондирующих импульсов и третьему входу коммутатора, и последовательно соединенными генератором синусоидальных колебаний, регулируемой линие;й задержки, измерителем разности фаз, второй вхо которого подключен к третьему выходу коммутатора, преобразователем разность фаз - временной интервал и дополнительным временным селектором.

1

К

Л

п

М

Шиг.г

IСоставитель Д.ПШрочин

Редактор В..Бугренкова Техред м.ХоданичКорректор М.Самборская

Заказ 7547/43Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко№1тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

второй вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, выход соединен с вычитающим входом реверсивного .счетчика, четвертый выход тактового распределителя связан с входом генератора синусоидальных колебаний и с четвертым входом коммутатора, пятый вход которого подключен к выходу генератора синусоидальных колебаний, а синхронизатор подключен к входу тактового распределителя.