Способ измерения времени распространения ультразвука в материале на заданной базе Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля физико-механических характеристик материалов и изделий, в толщинометрии и для контроля усилия затяжек резьбовых соединений.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения дискретной погрешности, связанной с неопределенностью регистрации номеров эхо- сигналов.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации способа измерения времени распространения ультразвука в материале не заданной базе.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, пьезопреобраэо- ватель 3, приемное устройство 4, состоящее из ограничителя 5, аттенюатора 6 и усилителя 7, усилитель-ограничитель 8, ключ 9, селектор 10, преобразователь 11 временного интервала в код, а также совмещенный преобразователь 3, подключенный к выходу генератора 2 зондирующих импульсов, схему 12 стробирования входами присоединенную к синхронизатору 1 и выходу ключа 9, а выходом - к его управляющему входу, ос- циллографический индикатор 13, входами присоединенный к выходу приемного устО

3

ел

xj О

ройства 4 и схемы 12 стробирования, а входом синхронизации - к синхронизатору 1. Кроме того, выход синхронизатора 1 подключен к управляющим входам селектора 10 и преобразователя 11 временного интервал а в код.

Способ измерения времени распространения ультразвука в материале на заданной базе осуществляют следующим образом.

В контролируемый материал излучают ультразвуковые импульсы с помощью преобразователя 3, принимают эхо-сигналы, ограничивают их усилителем-ограничителем 8 и затем через ключ 9 подают на селектор 10, формирующий интервал из двух следующих друг за другом импульсов. Временной интервал преобразователем 11 временного интервала в код преобразуется в код и индицируется на осциллографическом индикаторе 13. Схема 12 стробирования настраивается последовательно на измерение интервалов То - периода ультразвуковых колебаний, TI - интервала между двумя соседними эхо-импульсами и Тт - интервала за m периодов следования эхо-импульсов. Схема стробирования запускается синхронизатором 1, одновременно возбуждающим генератор 2 зондирующих импульсов. Через заданный интервал времени на выходе схемы 12 стробирования появляется разрешающий потенциал, который открывает ключ 9. Первый же импульс на выходе ключа 9 перезапускает схему 12 стробирования и через некоторое время вновь поступает на разрешающий потенциал на ключ 9. Селектор 10 и преобразователь 11 временного интервала в код,установленные предварительно синхронизатором 1 в исходное состояние, выделяют измеряемый временной интервал и преобразуют его в цифровой код. На экране осциллографического индикатора 13, развертка которого запускается синхронизатором 1, одновременно наблюдаются эхо-импульсы и строб-импульс. По измеренным величинам Т, Тщ и Т0 определяют искомую величину времени распространения ультразвука на заданной базе исходя из следующей системы соотношений:

рГ1 Т+кТо; У + PTo;

I I P I n ; I KI п

где п - максимально возможное число потерь волны, определяемое конкретными особенностями контроля.

Система имеет единственное решение

при условии условия m 2п.

Из этой системы следует, что время распространения ультразвука Т равно:

T Ti+ENTIER ( +0 5)

где ENTIER(X) - целая часть числа X, т.е. максимальное целое число, не превосходящее X.

Формула изобретения

Способ измерения времени распространения ультразвука в материале на заданной базе, заключающийся в том, что в материал излучают импульсы ультразвука, принимают многократно отраженные эхоимпульсы, измеряют временной интервал Тт за т периодов следования отраженных эхо-импульсов на заданной базе и с учетом измеренного интервала определяют время распространения ультразвука в материале

на заданной базе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно измеряют временной интервал между двумя соседними эхо-импульсами TI и период ультразвуковых колебаний То, при этом величина выбирается больше удвоенного максимально возможного модуля разности номеров волн, регистрируемых эхо-сигналов n(m 2п) и по измеренным значениям этих величин определяют время распространения ультразвука по формуле

T Ti+ENTIER ( +0.5) v m lo

где ENTIER(X) - целая часть числа X, т.е. максимальное целое чмсло, не превосходящее X.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля физико-механических характеристик материалов и изделий, в толщинометрии и для контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения дискретной погрешности, связанной с неопределенностью регистрации номеров эхо-сигналов. Согласно способу измерения времени распространения ультразвука на заданной базе в контролируемое изделие излучают ультразвуковые импульсы. Принимают эхо-импульсы и измеряют T₀ - период ультразвуковых колебаний, T₁ - интервал времени между двумя соседними эхо-импульсами и T_M - интервал времени за M периодов следования эхо-импульсов. По измеренным параметрам по приведенной в описании формуле определяют время распространения ультразвука на заданной базе. 1 ил.