Устройство для автоматической записи изменений скорости ультразвука Советский патент 1976 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к ультразвуковым методам исследования веществ и может быть использовано в автоматических регистраторах скорости ультразвука в различных средах.

В .Мбгагерцовом диапазоне частот для регистрации зависимости скорости ультразвука широкое распространение получили импульсные измерители 2, 3.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической записи изменений скорости ультразвука, содержащее генератор высокой частоты, упра:вляющий вход которого подключен к синхрогенератору, а выход - iK измерительной камере с образцом и электромеханическими -преобразователями, два канала формирования импульсов запуска и сброса преобразователя «время - амплитуда, выход которого через пиковый вольтметр подключен к регистрирующему прибору 1. В определенных условиях оно обладает высокой точностью измерения. Работа устройства основана на методе непрерывного измерения временного интервала между выделенными полупериодами двух эхо-сигналов волновой картины путем преобразования временного интервала в амплитуду линейного пилообразного напряжения, детектирования пиковым вольтметром и записи постоянного напряжения, пропорционального измеренному интервалу, с помощью регистрирующего прибора.

Известное устройство обладает следующими недостатками.

Моменты срабатывания формирователей в Каждом канале зависят от амплитуд зхо-

сигналов. Для надежного выделения намеченного полупериода в каналах необходимо включать схему автоматической регулировки усиления (АРУ), глубина регулировки которой определяется диапазоном затухания ультразвука в среде. Если затухание изменится больще, чем допускается схемой АРУ, то нужный полупериод не выделится, что приводит к ощибке в измерении.

Невозможна автоматическая запись изменеиий скорости ультразвука в образце в процессе пластической деформации, так как при этом изменяется форма и крутизна фронтов эхо-импульсов. Целью изобретения является устранение

указанных недостатков.

Цель изобретения достигнута тем, что канал формирования импульсов запуска выполнен в виде последовательно соединенных блока задержки, вход которого подключен к выходу

генератора высокой частоты, стробируемого усилителя, порогового релаксатора-синхронизатора фазы, формирователя импульса запуска и формирователя короткого строб - импульса, канал формирования импульсов сброса в виде последовательно соединенных строиируоыого усилителя, вход которого соединен с jioiViepwi vioiiUu ivaiViupoii, делителя laiCiuibi, A ieivivjpa, b|jt;.viv;riiivjnj ce ieiviopd, к унраБляш1дел1} iOiOpuio иидклюмей (рормирователь 1 ори1коги е1рои-иь111ульса, и формирива1елп iiivuij.ibca сориса; к уирав«1 1Ю1Днл1 ВлоДаМ cipuUiip) емыл j cjijiiiiejien дБ)Л (рорли д валнл иидк.иочеи rehepaiup широкйл eipoo - ям11}льсоБ, вход которого соединеи с синхронизат ором. jiiopOiOBbUi рслаксатор-сиНх.роииза10р фазы целесоииразйо Bbiiio.mwib i3 виде имиу тьсно о делигеля частоты. па фиг. 1 изооражеьа олОК-схема устройства; ha фиг. ii ji о - зиюры Напряжении, нояс:няющие раооту ус1роис1ва. jCipOHCiBO .содержит генератор высокой частоты I, унра1Вля1О1Дии вход которого нодключен к сьнхротенератору 2, а выход - к измерительной камере о с ооразцом и алектромеха-ническими нреооразователямн, два канала формирования имнульсов зануска и сороса иpeoopaзoвale iя «время-амнлнтуда 4, ввь ход которого через никовын волвтмстр о подключен к регистрируюш, нриоору о. Канал фОрмироваН11Я имнулвсов запуска вынолнен в виде носледовательно соединенатых олока задержки /, вход которого подключен к выходу генератора высокой частоты т, строоируелюго усилителя Ь, норогового релаксатора - синхронизатора фазы Srj, формирователя имнулвса зануска lo и формирователя короткого строО-имиульса 11. формирования нмнульсои Сороса выполнен в виде носледовательно соединенных стробнруемого усилителя i2, вход которого соединен с измерительной камерой 3, детектора i3, временного селектора 14, к управляющему входу которого подключен формирователь короткого строб-имиульса 11, и формирователя нмнульса сороса 1о. К управляющим входам стробируемых усилителей d и 12 подключен генератор широких строб-импульсов 1Ь, вход которого соединен с синхрогенератором 2. входу детектора 13 через переключатель И подключается делитель частоты Г/. Устройство работает следующим образом. Генератор высокой частоты 1, управляемый синхрогенератором 2, вырабатывает последовательность зондирующих радиоимнульсов (фиг. 2а) с большой скважностью. Эти радиоимпульсы поступают в измерительную камеру 3 с образцом и электромеханическими преобразователями и на вход блока задержки 7. г1а выходе камеры 3 действует затухающая за период следования зондирующих импульсов серия электрических эхо-имнульсов (фиг. 26). Аналогичная серия эхо-импульсов (фиг. 2в) с регулируемым временным интервалом между ними поступает с выхода блока задерлски 7. Из серий эхо-нмпульсов с помощью широкого строб-импульса (фиг. 2г) выделяются по одному радиоимпульсу (фиг. 2 и 3 - д и е). С выхода усилителя 8 выделенный задержанный радиоимпульс поступает на вход норогового релаксатора-синхронизаюра фазы а, в котором он атреооразуется в короткий -видеоимнульс с задним фронтом, жестко синхронизированным с нулевой фазой отрицателвтшю нолулериода радиоимпульса (фиг. ж). Ь качестве норогового релаксатора-сннхроннзатора может быть иснользован имнульсныи делитель частоты. С Олока У видеоимнульс ностунает на формирователь имнульсов зануска lU, в котором выделяется задний фрОНт видеоимнульса и фор.мируется имнульс зануска нреоОразователя «время - амнлнтуда ц (фиг. 6з). сзтот имнульс запускает формирователь короткого строб - имнульса (фиг. аи) н нреооразователь 12, IKOTOрыи вынолнен в виде генератора линейного нилоооразного напряжения. Выделенный зондирующий радиоимпульс с выхода стробнруемого уснлнтеля 12 постунает на детектор ы, сигнал с выхода которого (фиг. Зк) лреооразуется в носледоБательность коротких видеоимпульсов (фиг. 3л), соответствующих нулевой фазе положительных нолунериодов. Бели нрн автоматической записи измерений скорости ультразвука максимальное смещение выделенного зондирующего радиоимнульса превышает период высокочастотного заполнения для расщиреиия диапазона измерения, 1C выхода усилителя 5 сигнал на детектор подается через делитель частоты 17, который делит частоту заполнения радиоимпульса, например, регенеративным методом, ha выходе временного селектора 14, управляемого формирователем короткого строб-импульса И, действует выделенный лолупериод зондирующего радиоимпульса (фиг. 3м), который сбрасывает преобразователь «время - амплитуда 4 (фиг. Зн). Амплитуда пилообразного напряжения пропорциональна временному интервалу между полупериодом задержанного радиоимнульса и зондирующего радиоимпульса. Это напряжение с помощью ликового вольтметра 5 преобразуется в постоянное напряжение, которое регистрируется прибором 6. Формула изобретения 1. Устройство для автоматической записи из.мепбний скорости ультразвука, содержащее генератор высокой частоты, управляющий вход которого подключен к синхрогенератору, а выход-к измерительной камере с образом и электромеханическими преобразователя:МИ, два канала формирования импульсов запуска и сброса преобразователя «время - амплитуда, выход которого через пиковый вольтметр подключен к регистрирующему рибору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, анал формирования импульсов запуска выолнен в виде последовательно соединенных лока задержки, вход которого подключен к ыходу генератора высокой частоты, стробируемого усилителя, порогового релаксаторасиихронизатора фазы, формирователя ИМПУЛЬса запуска и формиоователя копоткого стробимПульса, канал формировачия ИМПУЛЬСОВ сброса выполнен в виде последовательно соединенных стробируемого усилителя, вход которого соединен с измерительной -камерой, делителя частоты, детектора, временного селектора, к управляющему входу которого подключен формирователь короткого строб-импульса, и формирователя импульса сброса, к управляющим входам стробируемых усилителей ДВУХ ка-налов формирования подключен генератор широких строб-импульсов, вход которого соединен с синхпо-низатором,

2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что пороговый релаксатор-синхронизатор фазы выполнен в виде импульсного делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Труэлл Р. и др. «Ультразвуковые метопы в физике твердого тела, «Мир, М., 1972,

СТР. 266-268.

2.Колесников Л. Е. «Ультрязвл-ковые измерения, изд. Станлартов. М., Ш70. стр. 55-75.

3.«Методы и приборы ультразвуковых измерений, т. 1. ч. А, под пед. У. Мззона,

«Мир, М.. 1966. стр. 343-349, 371-378.

t

llHii Li i

м