ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ Советский патент 1973 года по МПК G01N29/12 

1

Изобретение относится к Приборам для определ-евия ф,изи Ко-меха1НИЧбак1их свойств бетог на а1кустичеок Ими методами.

Известные nipiHi6apbi в-ключают схему возбуждения акусиичеаких колебаний, схему счета времеНИ задержки акуют ичеокого сигнала в бетоне и удариик.

УдарииК ср аввительню малой м-аосы ударяет вначале в щромежутетаный элемент, из которого акустический импульс переходит в бетан. Наличие промежуточного элемента не обеоп€Ч1И1вает надежного акустического контакта, т. к. силы инерции П1рО1межуточного элемента неизбежно оказывают оодротивление удару. Кроме того, а1ку ст1ичеакий сигнал уменьшается по мощности за счет наличия двух поверхностей раздела с различными aiKyст1ическ и М1И сошротивлениями.

Вышеоказаниое приводит к уменьшению крутизны переднего фронта, снижению устойтивосии 1сабчггвенных кол-ебаний и уменьшению излуч аемой ,-мощ.1Ности и, соответственно, к снижению ТОЧ1Н01СТИ измерений за счет попрешНОСТ1И в запу1оке устройства счета времени.

Предлагаемый прИбор позволяет повысить точность отределения я увеличить излучаемую мош.1ность аисустичбсжого сигнала с обеспечением надежного «oHTaiKTa уда1рН1И1ма с поверхностью бетона.

Достигается это тем, что ударник выпол1не1Н

с рабочим органом, имеющим датчик з-апуска схемы 1счегга В1ремени задержки акусппичесаюго сигнала и установлен в п ощвижной электромагнитной катушке возбуждееия, заиреплшНОЙ на двух мембранах.

На фиг. 1 показан при|б 0р в разрезе; иа фиг. 2 - измерительная схема и схема воз1бужиен1Ия |В1И братор1а.

Н|р1И бор состоит из электродинамическшх)

вибратара с постоянным магнитом /, на Катушку возбуждения 2 которого подаются пряМоугольные И1м|пулысы тока определенной длительности, р авные времени разго1На уда:р1ни1ка или несколыко меньше. Если же длительность

импульсов возбуждения будет больше времени разгона, то как показали эксперименты, ymapHiHiK после нанесения первого удара отскакивает от поверх:ности бетона, а поскольку электрическая разганяюшая сила продолж-ает

действовать, то в бетон будет нанесен второй удар и т. д. Если же длительность нмлульсов возбуждения меньше времени разгона, то ударник будет наносить одиночные удары, повторяющиеся с частотой 50 гц. Для исключения внешних акустических помех, а также шума от трушихся поверхностей, подвижная система вибратора подвешена на мембранах 3. Нзмарителыная схема и схема возбужяеиия колебаний вибратора содержит: 4 - датчик

запуска электронной схемы измерения времени трохожденйЯ акустического «а базе; 5 - ударНИк, иреднааНаченньш для н-анесепяя уда1ров 1И воз буждения акуспических импульоав в Исследуемам матфиале; 6 .-. Tipwirгер Ш|мидта, пред1наз1Н,а ченный для/првобр/азр.ва1Н:ия сииусоидальнюго натр жжения сети в ирямоупольные (И1Мпульсы; 7 - схему ..фОрмИравания гемшульсов возбуждеиия вибрлтора, првд€та1вляюш,ую ,со1бой ждущий мультивибратор с реюулируемой длительностью, 8 - электранйый 1КЛЮЧ, лредназиаченный для периодичеокого подключения кату1шк и возбуждения 2 иа Врвмя действия импульса устройсппв:а 7, 9- нелииеЙ ИЫЙ у|силитель, 10 - формирОватель пря моугольных имшульеой, 11 - ждущий (.мультивибратор с из1Мвняющейоя скачками длительностью фор1мирувмого И11М1пульса, преянази.ачениый для 1выбора времениого интервала задержки, 12 - схаму пре01б|разования 1вр0мен1ного интервала в .напряжение, 13 - измеритель 1наи;ря1жен1ия, 14 - приемник акустического импульса, прошедшего через исследуемый материал, 15 - нелинейный уюилйтель, 16 - формирователь прямоугольных импульсов, 17 - ооциллографичбокий индикатор, предназН.ачвн1ный Д1Л1Я наблюдения излучаемого и 1При1Н|И1м аемого импульсош.

Момент удара х;ар1а;кт9ризует|ся сложным aiKyiCTH4eciKiHiM импульсом, который с помощью датчика 4 преобразуется в элекгрич-еский сигнал. ДлЯ завышения крутизны переднего фронта и М1пуль са, с целью лявышения точности измерен1ия, со-бственная резон аисн ая ч астота датчанка 4 выбир ается значительной, кроме того, для павышения содержания высших гарМОтшк. излуч.аемого И1м1пульса собственная частота ударни1ка долж1Н|а быть также велика.

..После н а|не свния сер|ии ударов поверхность матерй.ала в области соударения стаб|илизируется (уплотняется), что приводит к повышению добротности р.езонан|сной системы ударника и к возбуждению в нем более устойчивых оабственных ультр1аз1В у.ковых колебаний, крторые за В|ремя контакта ударника с исследуемьвм ма1гер|иал ам излучаются в бетон. Стабильность 4iaiCTOTbi собютвениых колебаний удартка зависит от геаметричесиих р.азмеров ударника и овойств излучаемого материала. .Таки1м образом, в М амент удара возбужденные в у1дарН|И1ке со1б|стввн(ные ульт|р1авЕ(уковьге .колебания н адежно переходят в бетон, т. к. ударник в течение некоторого времени приж.ат к поверхности бетан а за счет аил инерции, при этом излучается знач1ительная мощность, величима которой зависит от скорости движения ударнп ка перед моментом удара и маасы ударщика.

,Излучен1Ный авдустичеакгий импульс после прохож1ден1ия через неоднородную среду (бетон) неизбежно претерпевает значительные изменения и крутизна его переднего франта уменьшается, но поскольку излучаемая мощН:0.сть - вел;ижа, .то можно зиачителыно повыаить.измерительную- базу и сохранить точность приб.ар.а .

Усилитель к9Н.ал;а запуска 9 и усилитель ка1Нала вриемника 15 .в.ыпол1нены одинаковыми с целью ча;ст1ичной К01мпе1Н|оаи,ии ухода параметров- за очет из-меневия темпе|ратуры, старШ1И1Я:а т. д., а тажжй.с целью уменьщения постояйной /времени пршбор-а.

В дин.ам1ике pas6o:Ty прибор.а можно noHicнить слвдующи1М абразом. На притгер 6 nocTiyпает с1ину1соидальН|Ое напряжение Частоты .50 гц, которое прео:б|разуется в пр|Я Моуголыные И1мпульсы. Положительный фронт дампулыса триггера запускает ждущий мультивибратор 7, формирующий импульс с постоянной длитель;н1остью равной времени разго1на ударниюа. Ймпульс 7 открывает элект1ран ный ключ 8, к нагру8 ке коггорого подключева обмотка В1аз|б|ужД6Н1ИЯ элвктр:одина|м|ичес аГ|0 Bi Spamopa 2.

После удара в nioBeipxHiofcTb бетона в ударнике 5 р:аз1В(И В|аются собс-цввнные колебания, KiOTOpbie излучаются в бетону одновременно прИ1ни1маются датчиком 4. Эл кглричесиий импульс 4 поступает на вход нщйне йного урил|ителя 9, с выхода кюггорюго на осодллопр аф 17 и На фор1мир101ват&аь пр(ям10у1гольных импульcoiB 10. С выхода /6 первый пржмоуаголыный и.мпульс запуйкает ждущий мультнвибратар 11, формирующий импульс, дщительнасть которого меньше врем-ени з аде1р|Ж1ки .а ку1С11Нче1ск1ого оипнала н.а б.азе /. Это позволяет с выюоиой точ:носггью иЗ М0рить прихода юипнала, принятого преобразователем 14. Задний фронт .импульса уотройств-а // запускает гемератор пплообр,азного напряжен1ия 12, арыв кюTopioro осуществляется импульсо1м, поступившиам с преобра1завателя 14 после усиления и :нор1мализацип в у1строЙ ствах 15 и 16. Заполненный уровень пастожннопо напряжения измеряется устройствам 13. О. задержка ситнал-а на базе / определяется по ди.а1П1аз1ону устроЙ ства и и плюс пакаваплиЯ Щ|калы устроЙ1С.тв1а 13 с учетам постоянной врвм-ени прибора. Осциллопр афическое урФройство поз воляет наблюдать излучаемый я при1нятый сигналы, а также оценивать и иЗ|Мврять время прохождения а|кустичеокого сигнала В изуально.

Предмет изобретения

Прибор для определения фишко-механических свойств бетана а|К|устигаес1К ими методами, включающий схему возбуждения акустичесиих иолебаиий, схему Очепа аремееи задерж1КИ а1ку|СТ|иче(смого сипнала в бет/ане (и уда1рми1К, отличающийся тем, что, с целью повышеиия точности определения и увеличения излучаемой мощности анустического сигнала с обеспечением еадежного контакта у|да1рника с поверх1ностью бетона, ударадик выполнен с рабочим органом, им еющим датчвдк запуюка схемы счета .времени задержки акустического сигнала и . установлен в подвижной электромагнит1вой катущ1ке возбуждения, закрепленной

а двух мембранах.. ,

////////////////////////////

Фиг.1