АКУСТИЧЕСКОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1974 года по МПК G01N29/26 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к конструкции акустических сканирующих устройств.

Известно акустическое сканирующее устройство, содержащее задающий и тактовый генераторы, многоэлементную акустическую решетку и многоканальную систему формирования импульсов возбуждения решетки.

Эти устройства обладают недостаточной угловой разрежающей способностью и скоростью сканирования вследствие дискретности изменения задержки.

Для улучшения углового разрешения и повышения скорости сканирования предлагаемое устройство снабжено многоканальной схемой управляемой задержки импульсов с регулируемой начальной задержкой, состоящей в каждом из каналов из диодно-регенеративного компаратора с подключенными к его входам эмиттерным повторителем с регулируемым смещением и фиксатором нулевого уровня; блоком формирования управляющих импульсов, включенным между тактовым генератором и параллельно соединенными первыми входами фиксаторов и выполненным в виде последовательно соединенных триггера, генератора линейно нарастающего напряжения, диодно-регенеративного компаратора и генератора пилообразных импульсов; и блоком делителей напряжения, запараллеленпые входы

которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы - со вторыми входами фиксаторов.

На чертеже изображена блок-схема акустического сканирующего устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1 пилообразного напряжения и синхроимпульсов, регулируемый делитель 2 напряжения, тактовый генератор 3, многоэлементную акустическую решетку 4, многоканальную систему 5 формирования импульсов возбуждения решетки, многоканальную схему 6 управляемой задержки импульсов с регулируемой начальной задержкой, состоящую из эмиттерного повторителя с регулируемым смещением, фиксатора нулевого уровня и диодно-регенеративного компаратора (на блок-схеме не показаны), блок 7 формирования управляющих импульсов, выполненный в виде триггера, генератора линейно нарастающего напрян епия, схемы управляемой задержки импульсов с регулируемой начальной задержкой, содержащей эмиттерный повторитель с регулируемым смещением и диодно-регенеративный компаратор, и генератора пилообразных импульсов (на блоксхеме не показаны), и блок 8 делителей напряжения.

Возбуждение элементов акустической решетки 4 производится периодически повторяющейся серией сдвинутых во времени импульсов,

поступающих с многоканальной схемы управления излучателями. Частота повторения серии возбуждающих импульсов равна тактовой частоте. Временной сдвиг импульсов в серии от такта к такту линейно меняется с частотой повторения, равной частоте задающего генератора. Формирование варьирующих во времени импульсов возбуждения производится путем сравнения на диодно-регенеративном компараторе каждого канала тактового пилообразного напряжения и управляющего пилообразного импульса, задержанного относительно тактового запуска на величину, пропорциональную углу сканирования. Предварительно поделенный блоком 8 делителей пилообразный импульс тактового напряжения поступает на вход диодно-регенеративного компаратора схемы 6 управляемой задержки импульсов через эмиттерный повторитель с регулируемым смещением.

Поэтому на этом входе компаратора действует пилообразный импульс тактового напряжения, изменяющийся относительно постоянного уровня, установленного смещением эмиттерпого повторителя. На другом входе диодно-регенеративного компаратора действует фиксированный на нулевом уровне управляющий импульс, задержанный относительно тактового на время, пропорциональное углу сканирования.

В прозвучиваемой среде формируется фронт ультразвуковой волны, распространяющийся по заданному направлению. Чтобы сканировать ультразвуковой луч акустической рещетки 4, необходимо изменять задержку управляющего импульса, что обеспечивается блоком 7 формирования, вырабатывающим импульсы пилообразной формы, задержанные относительно тактовых на время, пропорциональное углу поворота ультразвукового луча в сканируемом секторе.

Длительность переднего фронта этих импульсов выбрана равной интервалу времени между возбуждением крайних излучателей акустической рещетки при максимальном угле поворота ультразвукового луча.

Блок 7 работает следующим образом.

Срабатывающий от тактовых импульсов заnycj a триггер управляет генератором линейно нарастающего напряжения. Это напряжение подается на один вход диодно-регенеративного компаратора. Второй вход компаратора подключен к нагрузке эмиттерного повторителя. Когда на эмиттерный повторитель подается поделенное делителем 2 пилообразное напряжение задающего генератора 1, потенциал на входе компаратора меняется линейно относительно начальной величины, установленной исходным смещением эмиттерного повторителя. Момент равенства поданных на компаратор сигналов с каждым тактовым запуском меняется, и задержанный импульс на выходе компаратора варьирует во времени. Можно регулировать временной интерв.ал варьирования задержанного импульса и смещать этот интервал по оси времени. Путем регулировки временного интервала варьирования задержанного пилообразного импульса и смещения этого интервала по оси времени можно устанавливать нужную величину сканируемого сектора и поворачивать этот сектор на заданный угол. Чтобы сфокусировать акустическую рещетку 4,

когда ультразвуковой луч не повернут, пара крайних излучателей, симметричных центральному, возбуждается первой, а центральный излучатель - последним-. Это достигается соответствующим уменьщением начального уровня

постоянной составляющей эмиттерных повторителей с регулируемым смещением в каналах, расположенных симметрично центральному излучателю. Поэтому отдельные излучатели сфокусированной акустической рещетки 4

возбуждаются через неравные интервалы времени как при неповернутом ультразвуковом луче, так и при сканировании его в заданном секторе.

Предмет изобретения

Акустическое сканирующее устройство, содержащее задающий и тактовый генераторы,

многоэлементную акустическую рещетку и многоканальную систему формирования импульсов возбуждения рещетки, отличающееся тем, что, с целью улучщения углового разрешения и повыщения скорости сканирования, оно снабжено многоканальной схемой управляемой задержки импульсов с регулируемой начальной задержкой, состоящей в каждом из каналов из диодно-регенеративного компаратора с подключенными к его входам

эмиттерным повторителем с регулируемым смещением и фиксатором нулевого уровня; блоком формирования управляющих импульсов, включенным между тактовым генератором и параллельно соединенными первыми входами фиксаторов и выполненным в виде последовательно соединенных триггера, генератора линейно нарастающего напряжения, диоднорегенеративного компаратора и генератора пилообразных импульсов; и блоком делителей

напряжения, запараллеленные входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы - со вторыми входами фиксаторов.