Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах Советский патент 1978 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 G01N3/00 

выход блока деления и модуляции подсоединен к преобразователю фазы.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для измерения скорости ультразвука.

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь 2, приекдаый преобразователь 3, усилитель 4, фазовый детектор 5, фазовращатель б, блок 7 деления и модуляции, амплитудный детектор 8, преобразователь 9 фазы, преобразователь 10 напряжения, сумматор 11/ блок 12 выделения разности кодов,блок 13 регистрации. Позицией 14 обозначе-г но контролируемое изделие.

Устройство работает следй/ющим образом.; Генератор 1 ультразвуковых колебаний формирует высокостабильные по частоте гармонические колебания частоты Fg . с одного из выходов генератора 1 ультразвуковых колебаний напряжение подается в блок 7 деления и модуляции где производится деление ультразвуковой частоты FO и формирование модулирующей частоты РМКоэффициент деления выбирается в зависимости от точности преобразователя 9 фазы. Форма модулируюпшх, колебаний частоты РМ должна быть синусоидал ной, так как синусоидальные механические колебания меньше искажаются при прохождении через материал изделия 1И позволяют сузить полосу пропускания усилителя 4, что улучшает помехозащиJneHHOCTb устройства.

В блоке 7 модулирующая частота заполняется ультразвуковой частотой РО / усиливается до величины,необходимой для питания излучающего преобразователя 2 и, преобразуясь в механи ческие колебания, возбуждает колеба ния в изделии 14. С второго выхода генератора 1 напряжение частоты Рд поступает на фазовращатель б, который изменяет фазу колебаний на 180, что необходимо для нормальной работы фазового детектора 5. Пройдя через изделие 14, ультразвуковые колебания преобразуются в электрические приемным преобразователем 3 и .усиливаиотся усилителем 4 до величины, необходимой для нормальной работы фазового и амплитудного детектора. Полоса,пропускания усилителя должна быть достаточной для того, чтобы без искажений передат сигнал с приемного преобразователя, т.е. большей, чем о м

Фазовый детектор 5 вырабатывает медленно меняющееся напряжение, величина которого зависит от сдвига фазы между опорным напряжением,поступающим с фазовращателя:б и сигналом на выходе усилителя 4. Модулирующая частота F не оказывает влияния на показания фазового детектора 5, так как он отфильтровывает эту частоту. С выхода

фазового детектора напряжение подаетя на вход преобразователя 10 напряжения, который выдает в сумматор 11 последовательность импульсов, число и взаимное положение которых однозначно определяет величину входного напряжения. Вход амплитудного детектора 8 также соединен с выходом усилителя 4, но детектор, гфопуская только частоту

ц f л нусущую РО отфильтровывает. С выхода амплитудного детектора 8 сигнал частоты Р„ поступает на первый вход преобразователя 9 фазы, на второй вход которого поступает опорное

напряжение той же частоты FM /сформированное в блоке 7 для модуляции ультразвуковой частоты.

Преобразователь 9 фазы вырабатывавт кодовую последовательность импульсов, количество и взаимное расположение которых однозначно определяет величину сдвига фазы .огибающей относительно опорного напряжения Этот код поступает на первый вход сумматора 11, на второй вход которого подается

код с преобразователя 10 напряжения. В сумматсфе 11 производится замена определенных разрядов кода преобразователя 9 фазы на код преобразователя 10 напряжения.

Итоговая точность измерения по

сравнению с точностью показаний преобразователя фазы увеличивается без сужения всего диапазона змерения. Цифрововй код с выхода сумматора 11 поступает на вход блока 13 регистрации, где осуществляется его запись и индикация. Выходной код преобразователя 10 напряжения дополнительно поступает в блок 12 выделения разности кодов.

Здесь происходит запоминание кода, номер которого нечетный, и вычитание из него последующего четного по поряд ку коступления кода. Преобразователь 10 напряжения работает периодически с периодом Т.

Разность двух кодов, вырабатываемая блоком 12, дает скорость изменения сдвига фазы ультразвуковой частоты, что однозначно определяет изменеHHS скорости распространения ультразвука в изделииi

Полученная в блоке 12 разность кодов высвечивается и записывается с помсяцью блока 13 регистрации..

Таким образом, в блоке 13 регистрации на цифровом табло фиксируются абсолютная величина скорости прохождения ультразвуком изделия и величина изменения скорости. По этим величинам для определения материала рассчитываК)т, например, значение прочности.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах, содержащее

последовательно соединные генератор ультразвуковых колебаний, Фазовращатель и фазовый детектор, излучаюойй преобразователь, приемный преобразователь, соединенный с усилителем, выход которого соединен с входом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения, оно снабжено блоком делениями модуляции, соединенным с генератором ультразвуковых колебаний, а один из выходов его подсоединен к излучающему преобразователю, подключенными к выходу усилителя и соединенными последовательно амплитудным детектором и преобразователем фазы, сумматором и блоком регистрации, один из входов сумматора подключей к преобразователю фазы, а выход - к одному из входов блока регистрации подключенным к выходу Фазового детектора преобразователем напряжения и блоком выделения разности кодов, выход которого подсоединен к входу блока регистрации, выход преобразователя напряжения подключен к входу блока выделения разности кодов и к второму входу сумматора, а второй выход блока деления и модуляции подключен к преобразователю .

Источ11ики информации, принят1 е во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР 317968, кл. О 01 N29/00, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 150692, кл. & 01 N29/00, 1975.