Устройство для измерения скорости ультразвука Советский патент 1990 года по МПК G01H5/00 

Фиг1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости ультразвука при исследованиях физико-механических характеристик материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения зависимости результата измерения времени распространения ультразвука от формы фронта принятого сигнала.1

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

Устройство для измерения скорости ультразвука содержит последовательно со- единенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, приемник 4, усилитель 5, первый формирователь 6 импульсов, схему И 7 и блок 8 измерения времени, последовательно сое- диненные временной селектор 9, узкополосный фильтр 10 и второй формирователь 11 импульсов и третий формирователь 12 импульсов, выход которого подключен к второму входу блока 8 измерения времени. Вход временного селектора 9 соединен с выходом усилителя 5, выход второго формирователя 11 импульсов соединен с вторым входом схемы И 7, а вход третьего формирователя 12 импульсов подключен к выходу синхронизатора 1,

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает тактовые импульсы с частотой следования F, ко- торыми запускается третий формирователь 12 импульсов (формирователь импульсов ПУСК) и генератор 2 зондирующих импульсов. Импульсами ПУСК (фиг.2а) периодически включается блок 8 измерения времени (фиг.2ж). С выхода генератора 2 зондирующих импульсов электрический сигнал в виде последовательности импульсов ударного возбуждения поступает на излучатель 3, с помощью которого электрический сигнал, преобразованный в ультразвуковые колебания,-вводится в исследуемый материал. Ультразвуковые колебания, прошедшие через материал, принимаются приемником 4, в котором ультразвуковые колебания вновь преобразуются в электрические. С выхода приемника 4 сигнал поступает на вход усилителя 5 и оттуда на временной селектор 9, . в котором из сигнала формируется последо- вательность импульсов, состоящих из пер- вых полупериодов принятого сигнала (фиг.2в). Из полученной последовательности импульсов с помощью узкополосного фильтра 10 выделяется одна гармоника частотой пР (п-порядковый Номер гармоники)

5

Из полученных синусоидальных колебаний с помощью второго формирователя 11 формируется последовательность прямоугольных импульсов той же частоты (фиг. 2г,д). С выхода второго формирователя 11 сигнал поступает на первый вход схемы И 7. Одновременно на второй вход схемы И 7 поступает последовательность прямоугольных импульсов заданной длительности с частотой следования F с выхода первого формирователя 6. В момент совпадения импульсов на входах схемы И 7 на выходе последней формируются прямоугольные импульсь, которые управляют работой блока 8 измерения времени.

При прохождении ультразвукового сигнала через исследуемый материал вследствие частотнозависимого поглощения амплитуда каждой из составляющих сигнал гармоник меняется неодинаково, что приводит к изменению формы импульса. Однако фаза каждой из гармоник из-за поглощения сигнала не меняется. Поэтому временной сдвиг последовательности импульсов, поступающей на первый вход схемы И 7, а следовательно, и момент формирования импульса СТОП определяются лишь акустической задержкой сигнала.

Таким образом, на результат измерения не сказывается изменение формы переднего фронта импульса, вызванное частотнозависимым затуханием сигнала, что позволяет повысить точность измерения скорости ультразвука.

Формула изобретения Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, при- . емник, усилитель и первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов, вход которого подключен к второму выходу синхронизатора, и блок измерения времени, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения ее зависимости от формы фронта принятого импульса, оно снабжено последовательно соединенными временным селектором, узкополосным фильтром и третьим формирователем импульсов и схемой И, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходам второго и третьего формирователей импульсов, вход временного селектора соединен с выходом приемника, а выход схемы И подключен к второму входу блока измерения времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости ультразвука при исследованиях физико-механических характеристик материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения зависимости результата измерения времени распространения ультразвука от формы принятого сигнала. Устройство снабжено электрической цепью, состоящей из временного селектора 9, узкополосного фильтра 10, формирователя 11 импульсов и схемы И 7. Временной сдвиг последовательности импульсов, поступающей на вход схемы И 7 и, тем самым на блок 8 измерения времени определяется только акустической задержкой сигнала в исследуемом материале. 2 ил.

s

ъ

д

V

Т1ППГ1ПППППГ гит 1

а

лплп

LJ

а

лплп

Фиг.2