Устройство для исследования многоэлементных ультразвуковых преобразователей Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

ел

оо го

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для контроля многоэлементных ультразвуковых преобразователей в процессе производства или эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения паразитной емкости в измерительной схеме и синхронизации измерений.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Контакты гнезда 1 для подключения блока испытуемых преобразователей подключены к коммутатору 2-8, т.е. каждый к своему магнитоуправляемому контакту 2, которые расположены на неподвижном диске 3. На диске 3, кроме рабочего контакта 2 по числу испытуемых преобразователей, расположен такой же контакт 4 синхронизации. Соосно с диском 3 расположен диск 5 с закрепленным на нем постоянным магнитом 6 на таком же расстоянии от центра диска, как и контакты 2 и 4. Диск 5 насажен на ротор шагового двигателя 7, который подключен к многофазному генератору 8 питания двигателя. Генератор 9 испытательного сигнала соединен с общей шиной всех магнитоуправляемых контактов 2, кроме 4, и с входом измерительно-вычислительного блока 10. Контакт 4 синхронизации подключен к входу блока 11-13 синхронизации, т.е. включен между одним входом двухвхо- дового элемента 11 совпадения и корпусом, другой вход таким же образом соединен с корпусом через ключ 12. Выход элемента

11соединен с входом двухвходового элемента- ИЛИ 13, к второму входу его подключен выход измерительно-вычислительного блока 10, а выход его подключен к много- фазному генератору 8. Связь коммутатора

2-8 и блоков 9, 10 осуществляется через элементы 11, 13.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание устройства и вставляют исследуемый блок в гнездо 1. После включения ротор двигателя 7 и магнит 6 на диске 5 могут находиться в неопределенном положении. Для установки их в первоначальное состояние размыкают ключ

12синхронизации. Так как контакт 4 тоже разомкнут, на нем устанавливается уровень, запрещающий работу генератора и блока 10, и через элементы 11 и 13 разрешающий работу многофазного генератора 8.

В свою очередь последний вырабатывает серию импульсов для фаз двигателя 7, ко- торый начинает вращаться. Вращается он до тех пор, пока магнит 6 не устанавливается напротив контакта 4 синхронизации. Этот контакт замыкается, сигналы на выходах элементов 11 и 13 изменяются на противоположные (логически). На входе генератора 8 пропадает разрешающий сигнал, он перестает генерировать, и двигатель 7 останавливается. Этим заканчивается синхронизация коммутатора.

0

0 о

5

0

5

0 5

Измерение начинается с момента отпускания ключа 12, когда он возвращается в нормальное замкнутое состояние. В этот момент времени разрешается измерение. Блок 10 выдает через элемент ИЛИ разрешающий сигнал на генератор 8 из расчета поворота двигателя 7 на такой угол, чтобы магнит 6 включал контакт 2 первого элемента испытуемой головки. Генератор 9 вырабатывает меандрообразные импульсы тока, поступающие на исследуемый преобразователь. Длительность меандра тока равна периоду собственной частоты его колебаний. Во время действия импульса тока образуется треугольное напряжение (интеграл тока на физической емкости пьезоэлемента), а за ним следует затухающее синусоидальное напряжение, вызванное свободными колебаниями. Измерительно-вычислительный блок 10 измеряет амплитуды треугольного напряжения Uo и синусоидального напряжения UU, и вычисляет коэффициент электромеханической связи К по формуле

at+v

а также емкость, частоту и коэффициент затухания.

По окончании измерения блок 10 выдает сигнал на поворот двигателя 7 и включение следующего преобразователя. -Исследование повторяется. По окончании исследований всех пьезоэлементов блока диск 5 останавливается так, что магнит б находится напротив контакта 4.

Следующее измерение начинается после вставления другого блока с размыкания ключа 12, но синхронизация коммутатора в этом случае обеспечена.

Формула изобретения

Устройство для исследования многоэлементных ультразвуковых преобразователей, содержащее последовательно соединенные генератор испытательного сигнала, коммутатор и гнездо для подключения ультразвуковых преобразователей и подключенный к входу-выходу коммутатора измерительно-вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными ключом, один контакт которого заземлен, элементом совпадения и элементом ИЛИ, а коммутатор выполнен в виде последовательно соединенных многофазного питающего генератора, пусковой вход которого связан с выходом элемента ИЛИ, шагового двигателя и соосных его ротором двух дисков, один из которых установлен на роторе и содержит постоянный магнит, а другой диск содержит магнитоуправляе- мые контакты в количестве, равном числу элементов исследуемых преобразователей, и синхронизирующий магнитоуправляемый контакт, включенный между нулевой шиной

1582115 56

и вторым входом элемента совпадения, ос-чен к пусковым входам генератора испытальные магнитоуправляемые контакты вклю-тательного сигнала и измерительно-вычисличены между соответствующими входамительного блока, выход окончания испытания

гнезда для подключения ультразвуковыходного элемента ультразвукового преобрапреобразователей и входом-выходом комму- 5зователя соединен с вторым входом элементатора, а другой контакт ключа подклю-та ИЛИ.

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для контроля многоэлементных ультразвуковых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения паразитной емкости в измерительной схеме и за счет синхронизации измерений. Блок испытуемых преобразователей подключают через гнездо 1 к коммутатору, выполненному из питающего многофазного генератора 8, шагового двигателя 7 и соединенного с его ротором диска 5 с постоянным магнитом 6. Испытуемые преобразователи подключаются к испытательной схеме посредством магнитоуправляемых контактов 2, установленных на диске 3, соосном с диском 5. На последнем установлен также магнитоуправляемый контакт 4 синхронизации, который позволяет начать испытания по порядку расположения преобразователей с помощью логических элемента совпадения и элемента 13. 1 ил.