Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний Советский патент 1978 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к области ультразвуковой техники и предназначено для определения упругих характеристик твердых сред путем измерения скорости распространения в них ультразвуковых колебаний.

Известное устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний содержит генератор видеоимпульсов, переменную линию задержки, аттенюатор, два избирательных усилителя и индикатор 1.

Определение скорости распространения колебаний осуществляется совмещением передних фронтов принятого и эталонного сигналов. Совмещение, как правило, проводится при визуальном контроле на экране электронно-лучевой трубки индикатора, что ограничивает точность измерения толщиной совмещаемых на экране линий. Кроме того, отсутствие достаточно надежного импульса не позволяет автоматизировать процесс измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения скорости раснространения ультразвуковых колебаний, содержащее генератор видеоимпульсов, связанные с ним два канала исследуемого и эталонного сигналов, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний в канале исследуемого сигнала и подключенные последовательно к приемнику избирательный усилитель и ограничитель длительности импульса, переменную линию задержки в канале эталонного сигнала, а также блок управления линией задержки и регистрирующее устройство, связанные с переменной линией задержки 2.

Недостатком такого устройства является то, что стандартный управляющий сигнал формируется из электрического экспоненциального сигнала. При этом не учитывается ощнбка, вызываемая нормализацией переднего фронта принятого сигнала, которая с уменьщением частоты используемых колебаний значительно увеличивается и в ряде случаев делает невозмолсным использование устройства.

Цель изобретения - повыщение точности измерений скорости распространения ультразвуковых колебаний.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введены избирательный усилитель и ограничитель длительности импульса, последовательно соединенные с выходом переменной линии задержки в канале эталонного сигнала, и сумматор, к входам которого подключены ограничители длительности импзльса обоих каналов, а выход соединен с блоком унравления линией задержки, связанным с регистрирующим устройством.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний.

К генератору 1 видеоимпульсов подключены два канала исследуемого и эталонного сигналов. В канале исследуемого сигнала с выходом генератора 1 соединен излучатель 2 ультразвуковых колебаний, акустические колебания которого, прошедшие через исследуемую среду 3, воспринимает приемник 4. В канале эталонного сигнала к выходу генератора 1 подключена переменная линия 5 задержки. Выходы приемника 4 колебаний и линии задержки соединены, соответственно -с входами избирательных усилителей 6 и 7, к которым подключены ограничители 8 и 9 длительности импульса, соединенные с сумматором 10. Блок 11 управления линией задержки, нодключенный к выходу сумматора 10, механически связан с системой, изменяющей расстояние между приемным и излучаюшим датчиками линии 5 задержки. Регистрируюш;ее устройство 12 соединено своими входами с неременной линией 5 задержки и с блоком И управления линией задержки.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 1 видеоимпульсов сигнал поступает на излучатель 2 и на вход пере.менной линии 5 задержки. Л1еханические колебания, прошедшие исследуемую среду 3 от излучателя 2 к приемнику 4 кOv eбaний, преобразуются им в электрический сигнал, который поступает на вход избирательного усилителя 6 и затем на ограничитель 8 длительности импульса. С выхода линий задержки сигнал соответственно проходит через избирательный усилитель 7 и ограничитель 9 длительиости импульса. С выходов ограничителей 8 и 9 сигналы, представляющие собой первые полуволны радиоимпульсных колебаний, поступают на входы сумматора 10, с выхода которого полуразность принятых сигналов подается на вход блока 11 управления линией задержки.

Изменение времени зах ержки продолжается до получения однополярного импульса. Сигнал с выхода линии задержки 5, соответствующий измеряемому интервалу времени, поступает на вход регистрирующего устройства 12, запуск которого осуществляется сигналом с блока 11 управления линией задержки. По определенному времени задержки рассчитывается скорость распространения ультразвуковых колебаний. В качестве регистрирующего устройства может быть исьользован самописец или цифропечатающее устройство совместно с блоком ввода информации в ЭВМ.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность при автоматическом режиме измерения скорости распространеиия ультразвуковых колебаний. Результаты измерений могут быть использованы для расчетов упругих параметров материалов непосредственно во время технологического процесса, например, при производстве строительных материалов. Устройство может быть также использовано для исследования физических характеристик материалов при воздействии на них различных внеш1П1х и внутренних факторов или для контроля за изменением внутреиних напряжений в материале в процессе его эксплуатации.

Формула изобретен и я

Устройство для измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, содержащее генератор видеоимпульсов, связанные с ним два канала исследуемого и эталонного сигналов, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний в канале исследуемого сигнала и подключенные последовательно к приемиику избиратс; Ы1ый усилитель и ограннЧ1ггель длительност - импульса, переменную линию задержки в канале эталоиного сигнала, а также блок управления линией задержки и регистрирующее устройство, связанные с переменной линией задержки, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены избирательный усилитель и ограничитель длительности импульса, последовательно соединениые с выходом переменной линии задержки в канале эталонного сигнала, и сумматор, к входам которого подключены ограничители длительности импульса обоих каналов, а выход соединен с блоком управления линией задержки, связанным с регистрирующим устройством.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №466441, кл. G ОШ 29/00, 31.05.72.

2.Авторское свидетельство СССР №304448 кл. G 01И 5/00, 29.05.69.