Ультразвуковое устройство для контроля сред Советский патент 1990 года по МПК G01N29/00 

И 10 и первый счетчик 11, последовательно соединенные первый задатчик 12 кодов и второй счетчик 13, выход которого подключен к К--входу первого триггера 2, генератора 14 счетных импульсов, выход которого под1шючен к второму входу второго элемента И 10 последовательно соединенные ждущий мультивибратор 15 и фор1-1ируюп ую це- почку 16, блок 17 принятия решения и элемент ИЛИ. 18, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, второй вход - к выходу формирующей цепочки 16, выход - к второму входу первого элемента И 3, вьиитаю- щий вход второго счетчика 13 подключен к выходу первого элемента И 3, С-вход - к R-входу первого счетчика 11 и к выходу синхро1шзатора 1, вход ждущего мультивибратора 15 подключен к выходу второго триггера 9, первьй вход блока 17 принятия решения подключен к выходу первого счетчика 11, а второй вход - к Q-выходу первого триггера 2,

Блок 17 принятия решения содерлмт первьш и второй цифровые компараторы 19 и 20 соответственно, второй и третий задатчики 21 и 22 кодов и шесть элементов И 23-28, первые входы гщф- ровых компараторов 19 и 20 объединены и являются первь м входом блока 17 принятия решения, выхдд второго задатчи- ка 21 кодов подключен к второму входу первого цифрового компаратора 19,

вьжод третьего задатчика 22 кодов подключен к второму входу второго цифрового компаратора 20, первые хо- ды третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И 23-27 . объединены и являются вторым входом блока 17 принятия решеш я, выход Больше первого цифрового компаратора 19 подключен к вторьич входам третьего и четвертого элементов И 23 и 24, ; выход,Равенство - к втррому входу пятого элемента И 25, выход Меньше - к второму входу шестого элемента И 26, выход Больше второго цифрового компаратора 20 подключен к второму входу седьмого элемента И 27, выход Равенство к третьему входу третьего элемента И 23, выход Меньше - к третьим/входам четвертого и пятого элементов И 24 и 25 входы восьмого элемента И 28 подключены к выходам третьего, четверто го и пятого элементов И 23-25, выход

0 3

Q -

0

5

0

является первым выходом блока 17 принятия решения, указывающим инфор- ма1щю Годен, выход шестого элемента И 26 является вторым выходом блока 17 принятия решения, указывающим информацию Меньше нормы, а выход седьмого элемента И 27 является третьим выходом блока 17 принятия решения, указывающим информацию Больше нормы.

Устройство работает следующим образом.

Импульс синхронизатора 1, формируемый Б начале измерения от кнопочного переключателя или внешнего запуска, (не показано), устанавливает счетчик 11 в нулевое состояние и поступает на синхронный С-вход счетчика 13 и S-вход триггера 2. При этом в счетчике 13 с выхода задатчика 12 кодов записьшается код, равный объему выборки т, а триггер 2 устанавливается в состояние 1 и открывает элемент И 3, Одновременно импульс синхрош-1затора 1 через элемент ИЛИ 18 и элемент И 3 поступает на вычитающий вход счетчика 13 и вход генератора 4 зондирующих импульсов. Выходной импульс генератора-4 возбуждает передаю- щий преобразователь 5 и одновремен-. ио поступает на S-вход триггера 9 как старт-импулБС. Ультразвуковой импульс,, распространяясь в контролируемой среде б, достигает приемньй преобразователь 7, в котором преобразуется в электрическ1-1Й импульс. Этот импульс поступает на R-вход триггера 9 как стоп-импульс и сбрасывает его. На выходе триггера 9 формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна

Т ..Ь V;,

где L - базовое расстояние;

V скорость ультразвука в

А .

контролируемой среде. Отрицательным фронтом импудьса, формируемого триггером 9, запускается ждущий мультивибратор 15, который вырабатывает импульс задержки длительностью С необходимой для затухания отражений УЗ-импульса в контролируемой среде. Так как время ревербера- ши различно для разных сред, то жду- ций мультивибратор 15 выполнен регулируемым и длительность его выходного импульса устанавливается в начале контроля. По заднему фронту им. 515

пульса задержки формирующей цепочкой 16 вьфабатывается короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 18 и элемент И 3, поступает на вычитающий вхо счетчика 13 и вход генератора 4 зондирующих импульсов, повторно запуская его. Следовательно, в образованном электроакустически замкнутом кольце осуществляется циклический процесс формирования зондирующих импульсов с оптимальной частотой следования, которая отслеживает глубину прозвучи- вания и скорость распространения УЗ-импульсов, что уменьп ает время контроля.

Циклический процесс повторяется m раз, после чего на выходе Заем счетчика 13 появится логическая 1, которая устанавливает триггер 2 в нулевое состояние. Последний запрещает прохождение импульсов запуска,- на генератор 4 зондирующих импульсов и указывает на окончание процесса измерения одного отсчета. Измерение следующего отсчета начинается по внешнему запуску синхронизатора 1.

Импульсы с триггера 9 посредством элемента И 10. и генератора 14 счетньк импульсов заполняются счетными импулсами -с частотой f. Сформированная пачка импульсов поступает на суммирующий вход счетчика 11, емкость которого N т,Т„„. Выходной код счетчика 11 поступает на первые входы цифровых компараторов 19 и 20. К вторым входам подключены задатчики 21 и 22 кодов, которые определяют зону технологического разброса скорости распространения ультразвука в исследуемой среде. При этом задат- чик 21 кода устанавливает нижнюю (минимальную) границу допустимого разброса, а задатчик 22 кода - верхг шою (максимальную) границу допустимого разброса скорости ультразвука, С помощью элементов И 23-28 формируются логические сигналы, соответствующие результату цифрового сравнения. Выход Q тригггвра 2 зацрещает вьда- вать информацию во время цикла из-, мерений. По окончании последнего на выходах устройства получаем информацию о соответствии проверяемой среды требованиям нормативно-техни- ческой -документации, представленной в виде Годен, Меньше нормы и Больше нормы.

Q

25

15

20

35

40

30 дс

50

5

13

Таким образом, использование дополнительных блоков и новых связей позволяет автоматически устанавливать оптимальную частоту следования зондирующих импульсов, уменьшающую время измерений, и более полно и наглядно представлять информацию о контролируемой среде, что сокращает трудоемкость контроля.

Формула изобретения

1.Ультразвуковое устройство для контроля сред, содержащее последовательно электроакустически соединенные синхронизатор, первьй триггер, первый элемент И, генератор зондирующих импульсов, передающий преобразователь, контролируемую среду, приемный преоб- разователь, усилитель, второй триггер, S-вход которого подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, второй элемент И и первьй счетчик, последовательно соединенные первый . задатчик кодов и второй счетчик, выход которого подключен к R-входу первого триггера, и генератор счет-. ных импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, вычитающий вход второго счетчика подключен к выходу первого

элемента И, С-вход - к R-входу пер- вого счетчика и к выходу синхр.ониза- тора, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными ждущим мультивибратором и форьдарующей цепоч- . кой, блоком принятия решения и элементом ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй вход - к выходу формирующей цепочки, выход - к второму входу первого элемента И, вход ждущего мультивибратора подключен к выходу второго триггера, первый вход блока принятия решения подключен к выходу первого счетчика, а второй вход - к р-вь1ходу первого триггера.

2.Устройство-по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я.-тем, что блок приня- тия решения содержит первый и второй цифровые компараторы, второй и третий задатчики кодов и шесть элементов И, первые входы цифровых компараторов объединены и являются первым входом блока принятия рергения, выход второго задатчика кодов подключен

к второму входу первого цифрового компаратора, выход третьего задатчикг кодов подключен к второму входу второго цифрового компаратора, первые с входы третьего, четвертого, пятого шестого и седьмого элементов И объединены и являются вторым входом блока ;принятия решения, выход Больше первого цифрового компаратора подключен Ю к вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход Равенство - к втЬрому .входу пятого элемента И, вы- хо|ц Меньше - к второму входу шестого элемента И, выход Больше второго «

цифрового компаратора подключен к второму входу седьмого элемента И, выход Равенство - к третьему входу третьего элемента И, выход Меньше - к , третьим входам четвертого и пятого элементов И, входы восьмого элементе И подключены к выходам третьего, четвертого и пятого элементов И, вмход является первым выходом блока принятия решения, выход шестого элемента И явг ляется вторым выходом блока принятия решения, а выход седьмого элемента И является третьим выходом блока принятия решения.

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для разбраковки и классификации различных сред, веществ и композиционных материалов на всех стадиях технологического процесса. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет автоматической установки оптимальной частоты следования ультразвуковых (УЗ) импульсов. Синхронизатор от внешнего запуска формирует импульс зондирования, по которому в счетчик с предварительной установкой заносится число M выборки, соответствующее пачке зондирующих импульсов для одного цикла измерения. На выходе усилительного тракта формируется импульс с длительностью, равной времени распространения ультразвука в контролируемой среде. Этот импульс с помощью обратной связи, образованной ждущим мультивибратором, формирующей цепочкой и элементом ИЛИ, используется для повторного запуска генератора зондирующих импульсов. Тем самым образуется циклический процесс зондирования с максимальной частотой следования УЗ-импульсов. Измерительные импульсы с выхода усилительного тракта заполняются счетными импульсами и преобразуются в код, который подается в блок принятия решения для сравнения с верхней и нижней границами технологического разброса скорости ультразвука. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

оа