Устройство для исследования характеристик пьезоэлектрических преобразователей Советский патент 1991 года по МПК H03H3/00 

Устройство относится I акустическим измерениям и может быть применено для исследования преобразователей медицинских диагностических приборов, сканеров и детектрскопов

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и упрощение его конструкции.

На фиг 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в ряде узлов схемы.

Устройство состоит из исследуемого преобразователя 1, электронного блока 2, осуществляющего возбуждение преобразователя, обработку принятого сигнала и регистрацию его. Преобразоватепь 1 закреплен в ванне 3 с жидкостью, в которой закреплена первая винтовая пара 4, 5 (винт 4 гайка 5), приводимая Б движение шаговым двигателем б К гайке 5 прикреплена вторая винтовая пара 7, 8 и двигатель 9 К гайке 8 прикреплена мишень 10 или зонд (в последнем случае он соединяется с блоком 2). Двигатели подключены к своим блокам 11 и 12 управления, вырабатывающим необходимые импульсы тока для обмоток и являющимся типовыми для данного типа двигателя. I енератор 13 импульсов подключен к блокам 14 - 29 и 30 - 44 отработки координаты, полностью идентичным и подключенным своими выходами к входам блоков 11 и 12. Входы внутри этих блоков объединены функцией ИЛИ. Каждый блок отработки координаты состоит из соединенного с входом через включатель 14 счетчика 15 с цепью 16 сброса, секционированной схемы сравнения кодов 17-20, выходы которой объединены схемой ИЛИ 21, и рабочего счетчика 22.

О

VI

of

(Л

ел

Кодовые выходы счетчиков 15 и 22 соединены с входами схемы 17 - 20. Выход схемы 21 соединен с входом счетчика-распределителя 23. Входы разрядов счетчика 22, секционированные также как и схема сравнения кодов 17-20, через ключи 24-27 и основной ключ 28 соединены с входом блока обработки. Выходы счетчика-распределителя 23, секционированного в обратном порядке чем блоки 17 - 20 и 22, подключены на стробирование секций схемы 18 - 20 сравнения и ключей 25 - 27, т.е. всех кроме старших секций. Выход заполнения счетчика 23 соединен с основным ключом 28. На стробирование ключа 24 старшей секции подключен выход блока 23, связанный с остальными функцией ИЛИ-НЕ. Выход схемы ИЛИ 21 соединен также с входом триггера 29 самоблокировки и входом установки на О счетчика 22. Задержанный выход схемы 21 подан на другой вход триггера самоблокировки другой координаты, а вход триггера 29 соединен с соответствующим выходом блока отработки другой координаты 30-44. Выход триггера 29 соединен с ключом 28, а входы блока 11 - с выходами ключа 28 и блока 13.

На фиг. 2 графиком а обозначен сигнал на входе стробирования ключа 24, графиками б-г - сигналы на входах стробирования ключей 25 - 27 и секций схемы сравнения кодов 17 -20, графиками д, е. ж. з- сигналы на выходах секций схемы сравнения кодов 17-20.

Устройство работает следующим образом.

Закрепляют преобразователь 1, включают блок 2, выбирают заданное горизонтальное (фиг. 1) расстояние мишени 10 от преобразователя 1. Включают генератор 13 и включателем 14 подают импульсы на счет- чик-задатчик 15 и блок 11. Ключ 28 неиници- алйзирован, т.е. не может быть включен. Мишень 10 перемещается поперечно нормали преобразователя 1. По достижении оси пучка амплитуда принятого сигнала получается максимальной. В этот момент включатель 14 отпускают и сбрасывают с помощью элемента 16 счетчик 15. То же самое делают и в другом блоке обработки координаты 30-44. Таким образом, в счетчи- ках-задатчиках устанавливаются начальные координаты О, О Далее соответствующим включателем и генератором 13 выбирают крайнее правое положение мишени 10 (согласно описанному выше), находят ось пучка ультразвука. Теперь в счетчиках-за- датчиках хранятся координаты конечной точки х, у. Устройство готово к измерению, счетчики 22 и 23 погашены.

С началом измерения инициализируют и включают основной ключ 28. запускают генератор 13. Импульсы генератора через замкнутый ключ 24 поступают на старшую

секцию счетчика 22 и подсчитываются им. В моменты, следующие через время At, содержимое счетчика 22 равняется содержимому старших разрядов счетчика-задатчика 15, каждый раз срабатывает старшая секция

0 17 схемы сравнения кодов. Импульсом со схемы ИЛИ 21 сбрасывается счетчик 22, а в счетчик-распределитель 23 поступает первый, затем также и последующие импульсы (фиг. 2а, д). Процесс протекает монотонно

5 до появления импульса на первом выходе

счетчика 23, соответствующего емкости , где m - количество разрядов секций 18 (фиг. 2е). Теперь открывается ключ 25, стро- бируется секция 18 (фиг. 2а). Когда срабаты- вает секция 18 (фиг. 2е, момент t2), на вход счетчика 23 поступает опять на схему 18.

Всего таких циклов будет 2П2, где П2 - коли- чество разрядов -секции 19. Когда сигнал J- появляется на выходе блока 28, соответствующем емкости (2п1+1 ) 2П2, размыкается ключ 25 и замыкается ключ 26 (фиг, 2в, момент гз). В момент времени t4 срабатывает

секция 19, добавляя (2n1 + 1)2n2 + 1 импульс

С

в счетчик 23, Этих циклов будет 2ПЗ, де пз - количество разрядов секций 20. Процесс протекает аналогично описанному выше по принципу цикл в цикле. Импульсом, соответствующим полной емкости счетчика 23, замыкается ключ 27 (график 2ж, момент ts), после срабатывания секции 20 задним фронтом закрывается ключ 28 (момент te

фиг. 2г). Емкость его должна равняться +

0 + 1(2П2 + 1 )2пз + 1 в случае четырех секций. Таким образом, на вход блока 11 поступает количество импульсов, равное заданному в задатчике 15.

Триггер 29 самоблокировки синхрони5 зирует работу обоих блоков отработки координат. Каждым выходным импульсом схемы 21 триггер 29 перебрасывается, ключ 28 закрывается. Он открываетсл импульсом аналогичной схемы другого блока 30-44. Таким

0 образом, блок, в котором за время At подсчитывается меньшее количество импульсов, поджидает другой 5лок отработки координаты, В случае одинакового количества импульсов один блок отработки откры5 вает другой через задержанный выход блока 21. Мишень 10 движется по ломанной линии от точки О, О до точки х, у. Эта п/гния может быть ориентирована под любым углом к нормали рабочей поверхности пьезоп- риемника. В течение движения может быть

снято, например, осевое распределение давления. Указанный режим позволяет исследовать осевое распределение интенсивности преобразователей секторных сканеров при любом положении лучка.

Формула изобретения Устройство для исследования характеристик пьезоэлектрических преобразователей, содержащее ваннус двумя устройствами перемещения в виде винтовых пар и двигате- лей, соединенных соответственно с блоками управления, электронный блок возбуждения, регистрации и обработки сигнала с клеммами для подключения преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен с входом блока обработки координат, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства блок обработки координат выполнен из двух идентичных секций, каждая из которых состоит из трех счетчиков, первый из которых снабжен цепью сброса, включателя,

схемы сравнения, схемы ИЛИ, пяти ключей и триггера, при этом вход блока обработки координат соединен с первым входом первого ключа и через выключатель - с входом первого счетчика и первым входом блока управления первого двигателя, выходы первого и второго счетчиков соединены с входами схемы сравнения, выходы которой соединены с входами схемы ИЛИ, первый выход которой соединен с первыми входами второго и третьего счетчиков и первым вхо-, дом триггера, выход которого подключен к второму входу первого ключа, третий вход которого подключен к второму входу блока управления первого двигателя и через второй, третий, четвертый и пятый ключи соединен с входами второго счетчика, управляющие входы всех ключей и схемы сравнения соединены с выходами третьего счетчика, при этом второй выход схемы ИЛИ каждой секции соединен с вторым входом триггера другой секции.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть полезным для исследования преобразователей медицинских диагностических приборов, сканеров и дефектоскопов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и упрощение его конструкции. Новым в устройстве является выполнение блоков обработки координаты. Каждый блок состоит из трех счетчиков 15, 22, 23, схемы сравнения 17 - 20, пяти ключей 24 - 28, схемы ИЛИ 21, триггер 29 и включателя 14. Устройство обеспечивает перемещение зонда или мишени в радиальном направлении, что позволяет исследовать осевое распределение давления в пучке ультразвука преобразователей с угловым или секторным сканированием. 2 ил.