Измеритель коэффициента затухания ультразвука в материалах Советский патент 1977 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов, в частности к конструкции измерителей коэффициента затухания ультразвука в материалах.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является измеритель коэффициента затухания ультразвука в материалах, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, пьезопреобразователь, приемник, селектор полезных сигналов и подсоединенный к выходу селектора полезных сигналов блок измерения отношения амплитуд

1.

Известный измеритель не обеспечивает высокой точности измерения, так как на результирующую погрешность в значительной степени оказывают влияния погрешности от двух время-амплитудных преобразователей и двух измерителей отношения амплитуд импульсов. Кроме того, известный измеритель имеет низкую производительность как в ручном, так и в автоматическом режимах из-за того, что время-амплитудные преобразователи имеют малый дипамический диапазон работы.

С целью повышения точности измерения предлагаемый измеритель снабжен подключенными к выходу селектора полезных сигналов н последовательно соедипепнымп преобразователем иптервала времени в частоту, RTOрым селектором, счетным блоком и цифровым индикатором, а выход блока измерения отношения амплитуд соединен с вторым входом второго селектора.

С целью увеличения производительности преобразователь интервала времени в частоту выполнен в виде двух замкнутых цепей, первая из которых состоит из последовательно соединенных между собой схемы сравнения, генератора линейного напряжения и ключа, вторая - из схемы сравнения первой цепи, ключа и блока запоминания, второй выход которого соединен с вторым входом генератора линейного напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - блок-схема преобразователя интервала времени в частоту.

Измеритель коэффициента затухания содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний, пьезопреобразователь 3, приемник 4, селектор 5 полезных сигналов, подсоединенные к выходу селектора полезных сигналов блок 6 измерения отношения амплитуд и преобразователь 7 иптервала времени в частоту, второй селектор 8, счетный блок 9 и цифровой индикатор 10. Один вход селектора 8 связан с выходом преобразователя 7 интервала времени в частоту, а второй вход - с выходом блока 6 измерения отноигения амплитуды. Иреобразовагель 7 интервала времени в частоту выполнен в виде двух замкнутых цепей, первая из которых состоит из последовательно соединенных между собой схемы И сравнения, генератора 12 линейного напряжения и ключа 13, вторая - нз схемы 11 сравиения первой цени, ключа 14 и блока 15 запоминания, второй выход которого соединен с вторым входом генератора 12 линейного напряжения. Ключи 13 и 14 цепей управляются генераторами 16 и 17 импульсов.

Измеритель работает следуюш;им образом.

Генератор 2 через пьезопреобразователь 3 возбуждает упругие колебания в исследуемом образце 18, которые, многократно отралсаясь от плоскопараллельных поверхностей образца и затухая в нем, воспринимаются пьезопреобразователем 3 и, преобразуясь в электрические импульсы, Зсилнваются в приемнике 4.

Видеоимпульсы с выхода приемника 4 поступают на селектор 5 полезных сигналов и далее на блок 6 измерения отношения амплитуд н преобразователь 7 интервала времени в частоту.

С выхода блока 6 на первый вход селектора 8 поступает временной интервал, пропорциональный логарифму отношения амплитуд импульсов, а на второй вход селектора 8 - последовательность коротких импульсов с преобразователя 7, период следования которых равен временному интервалу между двумя отселектированными нолезными сигналами. При выборе постоянной времени т в блоке измерения логарифма отношения амнлитуд с учетом скорости колебаний числа счетных импульсов, приходяш,ихся на 1 дБ, и с учетом двойного времени прохождения импульса УЗК в изделии с минимальной толшиной с выхода селекторного блока 8 на вход счетного блока 9 поступает и регистрируется индикатором 10 число импульсов, пропорциональных коэффициенту затухания УЗК, не зависящим от толш,ины исследуемого образца.

Работа преобразователя времени т в частоту 1/т заключается в следующем.

Передним фронтом преобразуемого интервала занускается генератор 12 линейного напряжения, а задним фронтом - генератор 16 импульсов, импульсом которого останавливается изменение напряжения на зарядной емкости генератора 12. Это напряжение с номощью схемы И сравнения и нормально открытого

ключа 14 запоминается в блоке 15. Одновременно импульс с первого выхода генератора 16 импульсов открывает ключ 13, а с другого выхода закрывает ключ 14. В момент времени, соответствующий заднему фронту генератора 16, запускается геператор 12. Когда напряжение генератора достигнет значения, запомненного в блоке 15, схема 11 сравнения выдает короткий импульс, который через открытый ключ 13 снова запускает генератор 12, и этот цикл повторяется до тех пор, пока открыт ключ 13. С выхода преобразователя следуют короткие импульсы с частотой, равной 1/т.

Анализ погрешности описываемого измерителя показал, что погрешность измерения снизилась примерно в два раза, динамический диапазон работы увеличен, то есть нроизводительность контроля стала выше.

Формула изобретения

1. Измеритель коэффициента затухания ультразвука в материалах, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, пьезопреобразователь, приемник, селектор полезных сигналов и подсоединенный к выходу селектора полезных сигналов блок измерения отношения амплитуд, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенными к выходу селектора полезных сигналов и носледовательно соединенными преобразователем интервала времени в частоту, вторым селектором, счетным блоком и цифровым индикатором, а выход блока измерения отношения амплитуд соединен с вторым входом второго селектора.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, преобразователь интервала времени в частоту выполнен в виде двух замкнутых цепей, первая из которых состоит из последовательно соединенных между собой схемы сравнения, генератора линейного напряжения и ключа, вторая - из схемы сравнения нервой цепи, ключа и блока запоминания, второй выход которого соединен с вторым входом генератора линейного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 348933, кл. G 01N 29/04, 1970.

Фиг. 1

Выход