Устройство для измерения затухания акустических колебаний Советский патент 1977 года по МПК G01N29/00 

3

Целью изобретения является повышение TO UIOCJ и быстродействия измерения.

Это достигается тем, что один выход приемника соединен через линейный пропускатель, накопительный и управляющий элементы со счетчиком электрических импульсов, другой - с амплитудным дискриминатором, подключенным к управляемому элементу и через интегратор, пороговую схему ко входу триггера запуска, другой вход которого связан с генератором запуска, а выход генератора тактовых импульсов через ключевую схему соединен с выходом триггера запуска и входом счетчика злектрических импульсов.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2,3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов I, ключевую схему 2, генератор 3 импульсов высокой частоты, триггер запуска 4, генератор 5 запускающих импульсов, переменную задержку 6, акустические датчики 7,8 с образцом 9, пороговую схему 10, формирователь 11 строба, приемник 12 электрических сигналов, интегратор 13, счетчик 14 электрических импульсов, линейный пропускатель 15, амплитудщ 1Й даскрилтнатор 16, накопительный элемент 17, управляемьш элемент 18.

Управляемый генератором 1 тактовых импульсов генератор 3 импульсов высокой частоты вьфабатьшает высокочастотные импульсы, которые преобразуются акустическим датчиком 7 в ультразвуковые колеба1шя. Ультразвуковые колебания прохотят через образец 9 и, многократно отражаясь от граней образца 9, поступают на приемный акустичeJкий датчик 8, преобразуются в электрические колебания, усиливаются, детектируются в приемнике 12 электрических.сигналов и в виде aaiyxarouijix видеоимпульсов поступают на входы линейного про пускателя 15 и амплитудного дискрлминатора 16 (см. фиг, 2, граф. 1,2,3).

От выбранного с помощью переменной задержки 6 формирователя строба 11 и линейного пропускателя 15 одного из первых видеоимпульсов серии происходит заряд конденсатора накопительного элемента 17 до амплитудного значения импульса и последующий разряд его на управляемый элемент 18 (фиг. 2,1-раф 4).

Таким образом, с каждым тактовым импульсом на входы амплитудного дискриминатора 16 одновременно приходят серия затухающих импульсов и кривая разряда конденсатора (экспоненциальный сигнал).

В исходном состояшш к моменту запуска измерительной части устройства параметр управляемого элемента 18 соответствует максимальному сопротивлению, а наклон кривой разряда конденсатора минимальному затуханию.

Импульс запуска от генератора 5 запускающих импульсов перебрасьшает триггер 4 запуска, который открьгеает ключевую схему 2 на входе счетчика

электрических импульсов 14, пропускающих импульсы с генератора 1 тактовых импульсов. Код счетчика 14 изменяЬт параметр (сопротивление) управляемого элемента (преобразователя кода в сопротивление) 18. При этом щзиращению сопротивления на одну сгупеш. квантования,а следовательно, изменению наклона кривой разряда конденсатора соответствует приращение числа в счетчике 14 на один импульс.

Таким образом, на амплитудном дискриминаторе 16 происходит периодическое фавнение огибакндей каждсж серии отраженных сигналов (импульсов) с кривыми разряда конденсатора и в момент совпадения их с выхода амплитудного дискриминатора 16 на интегратор 13 поступают импульсы, число которых определяется количеством импульсов серии, превысивших уровень кривой разряда в пределах порога чувствительности амшштудного дискриминатора 16. Пороговая схема 10 формирует сигнал, которьш возвращает триггер 4 запуска в исходное положение, ключевая схема 2 закрывается (см.фиг. 2, граф. 5-8). По состоянию счетчика электрических импульсов 14, зафиксировавшему количеству тактовых импульсов за цикл измерения, судят о численном значении измеряемой величины (коэффициента поглощения ультразвука) (см.фиг. 2, граф.9).

Процесс измерения затухания ультразвука в исследуемом образце поясняется временными диаграммами (см.фиг. 3):

где оСд - начальное значение коэффициента поглощения;

ДоС - щаг дискретного изменения об; oijj - искомое значение коэффициента поглощения.

Формула изобретения

Устройство для измерения затухания акустических колебаний, содержащее генераторы тактовых импульсов высокой частоты и запускающих импульсов, акустические датчики, приемник электрических сигналов, накопительньш элемент, линейный пропускатель, управляемьш элемент, амплитудный дискриминатор, интегратор, пороговую схему, триггер запуска, ключевую схему, переменную задержку, формирователь строба и счетчик электрических импульсов, отличающееся тем, что, с целью повыше1шя точности и быстродействия измерения, один выход приемника соединен через линейный проиускатель, накопительньш и управляемые элементы со счетчиком электрических импульсов, другой - с амплиту|Ц1ым дискриминатором, подключенным к управляемому элементу и через интегратор, пороговую схему ко входу триггера запуска, Д)1угой вход которого связан с генератором запуска, а выход генератора тактовых импульсов через ключевуго схему coe/auieii с выходом б триггера запуска и входом счетчика электрических импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:5 fi 1. Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры, М. 1972, с.113. 2. Труэлл Р. и др. Ультразвуковые методы в физике твердого теле, М., Мир, 197Z,c.69 (прототип).

Фиг. 2

Фиг 3