ЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01N29/00 G01N29/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны зльтразвуковые нзмерители упругих постоянных металлов и сплавов, содержащие генератор возбуждающих имнульсов, импульсный усилитель, детектор, формирователи стробирующих импульсов, схемы пересчета, сброса и сборки, вентили, дифференцирующие цепи, ограничитель, инвертор, цифровые измерители временных интервалов, блоки унравления и питания. Однако указанные измерители обладают недостаточной производительностью и точностью измеренийПредлагаемый измеритель снабл ен двухволновым электромагнитио-акустическпм преобразователем, соединенным с генератором и усилителем, и цифровыми измерителями отнощения и произведения временных интервалов, подключенными к выходам вентилей, причем первый вход у первого из формирователей соединен с выходом детектора, а у второго - с выходом схемы сборки, один из входов которой соединен через инвертор и дифференцирующую цепь с выходом первого фор.мирователя, а второй - через пересчетную схему с выходом детектора, вторые входы формирователей подключены к выходу схемы сброса. Выход у первого формирователя подключен к потенциальному входу первого вентиля, а второго - через дифференцирующую цепь и ограничитель к входу триггера блока управления и потенциальиом} входу второго вентнля, а импульсные входы вентилей соединены с выходом генератора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - выходные импульсы блоков устройства (цифрами обозиачеиы иомера блоков).

Измеритель содержит генератор / возбуждающих имнульсов, двухволновой электромагиитно-акустический преобразователь 2, включающ1и 1 катущку 3 индуктивности и источник 4 поляризующего магнитного ноля, уснлнтель 5 1мпульсов с ультразвуковой частотой

заполнения, детектор 6 с дифференцирующей цепочкой на выходе, форм 1рователь 7 первого стробирующего имиульса, включающий триггеры 8 м 9 с. раздельиыми входами, входные диоды и дифференцирующую цепочку на правом (по схеме) выходе триггера 8, формирователь второго стробирующего имиульса 10, содержаиии триггеры // и 12 с раздельными входа: 1И, входи з1е диоды и дифференцирующую цепочку на правом выходе триггера 11.

Кроме того, измеритель содержит первую пересчетную схему 13, инвертор 14 с дифференцирующей цеиочкой и ограничнтелем имнульсов отрицательной нолярности па выходе, сборку 15, нмиульсно-нотенцнальиые вентили

16-19, генератор 20 импульсов, содерй ащий

Кварцевый генератор синусоидальных колебаний и формирователь импульсов, первый и второй декадные реверсивные счетчики 21, 22 импульсов, счетчики 23 импульсов, счетчики 24-26 пмпульсов с цифровой индикацией, дешифратор 27, цифровой индикатор 28, декадные управляемые делители 29 и 30 частоты следования импульсов, схемы 31 и 32, триггеры 33 и 34 управления счетом, формирователь 35 импульса сброса, дифференцирующую цепочку и ограничитель 36 импульсов отрицательной полярности, блок 37 питания и управления и вторую пересчетную схему 38.

Измеритель работает следующим образом.

Выходные импульсы генератора возбуждающих имнульсов поступают на вход преобразователя 2. Катущка 5 индуктивности преобразователя возбуждает в испытуемом участке материала продольную волну. Одновременно при помощи источника 4 в материале возбуждают поперечную волну. Волны, отраженные от противоположной грани, преобразуются преобразователем, в импульсы с ультразвуковой частотой заполнения, которые усиливаются усилителем 5 и детектируются детектором 6. Возбуждающий импульс поступает па вход усилителя 5 с выхода генератора /. После дифференцирования импульсы с детектора 6 поступают на входы формирователей 7 и 10. Длительность первого стробирующего импульса равна интервалу времени между возбуждающим и иервым отраженным импульсом, второго - интервалу времени между возбуждающим и вторым отраженным импульсом. Схемы формирователей 7 и 10 выиолнены на триггерах 8-12 с раздельными входами. В исходном состоянии триггер 8 находится в положении «I (правая половина заперта), триггер 9 - в положении «О (правая сторона открыта).

Первый положительный импульс с выхода детектора 6 после дифференцирования подается одновремеиио на левые входы триггеров 8 и 9 и переключает триггер 8 в положение «О. Па выходе триггера 8 возникает положительный перепад напряжений- Через дифференцирующую цепочку этот перепад подается на правый вход триггера 9 и переключает его в положение Па выходе триггера 9 возникает отрицательный перепад напряжения, который поступает на нотепциальный вход вентиля 17 и открывает его.

Второй нолол :ительный импульс с выхода детектора 6 не изменяет состояния триггера 8, но перебрасывает триггер 9 в положенеие «О, вентиль 17 ири этом закрывается. Последующие отраженные нмпульсы не изменяют состояния триггеров 8 и 9. Они возвращаются в исходное состояние носле поступления положительного импульсного сброса на правый вход триггера 8 с выхода схемы сброса.

Формирователь 10 второго стробирующего импульса содержит два триггера 11 и 12 с раздельными входами. Па вход инвертора 14 подается отрицательный нерепеад напряжеПИЯ с выхода триггера 9. Выходное напряженне ннвертора 14 дифференцируется и ограничивается так, что на первый вход сборки 15 поступает только импульс положительной полярности. Па второй вход сборки 15 поступает выходной импульс схемы 13. Этот импульс совпадает во времени со вторым отраженным импульсом. Импульсы с выхода сборки 15 поступают на входы триггеров 11 и 12, которые формируют второй стробирующий импульсРабота триггеров 11 п 12 аналогична работе триггеров S и Р. Импульсы, поступающие с выхода сборки 15, после первых двух не изменяют состояния триггеров // и 12, которые возвращаются в исходное состояние схемой сброса.

Выходной импульс формирователя 7 подается на потенциальный вход вентиля /7, а формирователя 10 - на потенциальный вход вентиля 16. Па импульсные входы этих вентилей подаются импульсы с выхода геиератора 20.

Серии импульсов с выхода вентилей 16 и 17 поступают на суммирующий вход счетчика 21 и через пересчетную схему 38 на вход счетчика 23. Последний считывает число импульсов, заиолпившее интервал Т i между возбуждающим и первым отрал.еииым импульсами. Код, зафиксированный в счетчике 23, устанавливает через дешифратор 27 коэффициенты деления управляемых делителей 29 и 30 пропорциональными числу импульсов заполнения интервала времени Т между возбуждающим и вторым отраженным импульсами. В момент окончания второго стробирующего нмпульса 10 с выхода формирователя через дифференцирующую ценочку и ограничитель 36 на первый вход триггера 33 подается импульс, перебрасывающий его в положение, при котором вентиль 18 открывается и через него на вычитающий вход реверсивиого счетчика 22 п на вход делителя 29 начипают поступать импульсы генератора 20.

Когда разность чнсла импульсов, поступивших па его вычитающий вход, стаповптся равиой иулю, па выходе схемы 32, входы которой подключеиы к разрядам счетчика 22, формируется импульс, перебрасывающий триггер 33 в положеп 1е, при котором веитпль 18 закрывается. С выхода делителя 29 на вход счетчнка с цифровой 1и1дикацней 25 поступает в каждом цикле измерения серия, число имиульсов в которой, равно числу пмпульсов, заполнивших 1П1тервал времени Т , поделеиному па число имп)льсов, заполнивших интервал времени Т/, делеииому на коэффициент пересчета схемы 38. В момент окончання второго стробирующего имиульса с выхода формирователя 10 через дифференцирующую цепочку и ограничитель 36, на вход триггера 34 ностунает нмпульс, перебрасывающий его в положение, при котором вентиль 19 открыт, н через пего па вход делителя 30, подключенного через дешифратор 27 к счетчику 23, начинают поступать импульсы генератора 20. Выходные импульсы делителя 30 подаются на вычитающий вход реверсивного счетчика 21. Когда разность числа импульсов, поступивших на суммирующий вход счетчика 21 и числа импульсов, поступивших на вычитающий вход, становится равной нзлю, на выходе схемы 31, входы которой подключены к разрядам счетчика 21, возникает импульс, перебрасывающий триггер 34 в положение, при котором вентиль 19 открывается. Число импульсов генератора 20, поступающее на вход делителя 30 в каждом цикле измерения равно числу импульсов, заполнивщих интервал Т i, умноженному на число импульсов, заполнивщих интервал Т f и деленному па коэффициент пересчета схемы 38. К выходу делителя 30 подключен счетчик 24, осуществляющий измерение и цифровую индикацто числа, пропорционального произведению импульсов в интервалах . К выходу дешифратора 27 подключен индикатор 28, осуществляющий индикацию числа, пропорционального числу импульсов, в интервале Г/ . К выходу вентиля 17 подключен считчик 26, осуществляющий измерение и цифровую индикацию числа импульсов в интервале Т,.

Сброс на нуль всех счетчиков, делителей и формирователей осуществляется через схему сброса выходным импульсом первой схемы 31 совпадения.

Предмет изобретения Ультразвуковой измеритель упругих постоянных металлов и сплавов, содержащий генератор возбуждающих импульсов, импульсный усилитель, детектор, формирователи стробирующих импульсов, схемы пересчета, сброса и сборки, вентили, дифференцирующие цепи, ограничитель, инвертор, цифровые измерители временных интервалов, блоки управления и питания, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности и точности измерений, он снабжен двухволновым электромагнитно-акустическим преобразователем, соединенным с генератором и усилителем, и цифровыми измерителями отношения и произведения временных интервалов, подключенными к выходам вентилей, причем первый вход у первого из формирователей соединен с выходом детектора, а у второго - с выходом схемы сборки, один из входов которой соединен через инвертор и дифференцирующ то цепь с

выходом первого формирователя, а второй - через пересчетную схему с выходом детектора, вторые входы формирователей подключены к выходу схемы сброса, выход у первого формирователя подключен к потенциальному входу

первого вентиля, а второго - через дифференцирующую цепь и ограничитель к выходу второго вентиля, а импульсные входы вентилей соединены с выходом генератора.

Фиг 1

L

II