Устройство для измерения скорости ультразвука Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение касается неразрушаюЬцего контроля ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов, например металлов , полимеров. Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвука содержащее генератор импульсов, излучатель, приемник, усилитель, триггер, селектор, генератор опорной частоты, счетчик и узел автоматики 1. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения скорости ультра звука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор,генератор зондирующих импульсов,приемно-передающий преобразователь и усилитель,блок подачи команд, вход которого соединен с выходом синхронизатора, два каскада совпадений, первые входы которых подключены к первому выходу блока подачи команд, первый триггер, первый вход которого соединен со вторым выходом блока подачи команд, второй вход - с выходом первого каскада совпадения, а выход - со вторым входом второго каскада совпадения, генератор опорный частоты, первый выход которого подключен ко второму входу первого каскала совпадения, и третий каскад совпадения, первый вход которого соединен с вы содом первого триггера, второй вход - со вторым выходом генератора опорной частоты 2. Целью изобретения является повышение точности измерений. Это достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными четвертым каскадом совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к третьему выходу генератора опорной частоты, вторым триггером, второй вход которого соединен с выходом первого каскада совпадения, а третйЙ вход - со вторым выходом блока подачи команд, первым селектором, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора опорной частоты, и первым счетчиком, второй вход которого соединен со вторым выходом блока подачи команд, вторым, третьим и четвертым счетчиками, первые входы которых подключены ко второму выходу блока подачи команд, и вторым селектором, включенным между выходами второго триггера и блока подачи команд и соединенным выходом /со входом второго счетчика, втсфой вход третьего счет6|Чика подключен к выходу второго каскада совпадения, а второй вход четвер того счетчика - к выходу третьего кас када совпадения. На фиг. 1 представлена структурная схема описываемого устройства; на фиг 2 - временные диаграммы, поясняюи1ие работу схемы. Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь 3 и усилитель 4, блок 5 подачи команд, вход которого соединен с выходом синхронизатора; каскады б, 7 совпадений , первые входы которых подключены к первому выходу блока 5, триггер 8, первый вход которого соединен со вторым выходом блока 5, второй вход - с выходом каскада б совпадений а выход со вторым входом каскада 7 совпадения;генератор 9 опорной частоты,первый выход которого подключен ко второму входу каскада 6 совпадени каскад 10 совпадения, первый вход которого соединен с выходом триггера 8 второй вход - со вторым выходом генератора 9. Кроме того,устройство включает по следовательно соединенные каскад 11 совпадения, первый вход которого под ключен к выходу усилителя, второй вход - к третьему выходу генератора 9, триггер 12, второй вход которого соединен .с выходом каскада б совпаде ния, а третий вход - со вторым выходом блока 5, селектор 13, второй вход которого соединен со вторым вы ходом генератора 9, и счетчик 14, второй вход которого соединен со вто рым выходом блока 5, счетчики 15-17, первые входы которых подключены ко второму выходу блока 5, и селектор 18, включенный мехсду выходами тригге ра 12 и блока 5 и соединенный выхода ми со входом счетчика 17. Второй вхо счетчика 15 подключен ,к выходу каска да 7 совпадения, а второй вход счетчика 16 - к выходу каскада 10 совпадения. Устройство работает следующим образом. При включении прибора блок 5 подачи команд вырабатывает сигнал сбро са, который устанавливает в исходное положение триггеры 8,12 и счетчики 14-17 и замыкает цепь связи синхронизатор 1 - каскады 6, 7 совпадений, селектор 18. Импульсы синхронизатора 1 запускают генератор 2 зондирующих импульсов, а также поступают через замкнутую цепь связи блока 5 на входы каскадов б и 7 совпадения и селектор 18 С выхода генератора 2 зондирующий импульс поступает на приемно-передающий преобразователь 3, а затем на усилитель 4. С выхода усилителя сигнал поступает на один из выходов кас када 11 совпадений, второй вход кото 7 к выходу генератора 9 ого подключен опорной частоты. Измерение времени распространения начинается в момент первого совпадения импульса синхронизатора и импульса генератора 9 опорной частоты на входах каскада 6 совпадения, на выходе которого вырабатывается сигнал, опрокидывающий триггеры 8 и 12. Управляющий потенциал триггера 8 обесечивает открывание каскадов 11 и 7 совпадений, а триггера 12 - селекторов 13 и 18. Через каскад 10 совпадения на вход счетчика 16 поступают импульсы частоты заполнения генератора 9, а через каскад 7 - на вход счетчика 15импульсы синхронизатора. При последующем совпадении импульса синхронизатора и импульса частоты генератора 9.на выходе каскада 6 вырабатывается сигнал, повторно опрокидывающий триггер 8. Управляющий потенциал триггера снимается со входов каскадов 7 и 10,прекращая счет импульсов счетчиками 15 и 16. Таким образом, за цикл измерения счетчик 15 зарегистрировал а импульсов синхронизатора (поз. 19 на фиг. 2), а счетчик 16 - т импульсов частоты генератора 9 (поз. 20 на фиг. 2). Через селектор 18 на вход счетчика 17 поступают импульсы синхронизатора, а через селектор 13 - на вход счетчика 14 - импульсы частоты заполнения генератора 9. При совпадении импульса с выхода усилителя и импульса частоты генератора 9 на выходе каскада 11 совпадения вырабатывается сигнал, повторно опрокидывающий триггер 12, управляющий потенциал которого снимается со входов селекторов 13, 18, прекращая счет импульсов счетчиками 14 и 17. Таким образом, счетчик 14 зарегистрировал п импульсов частоты генератора 9 (поз. 21 на фиг. 2), а счетчик 17 импульсов синхронизатора (поз. 22 на фиг. 2). Значение времени распространения ультразвука определяется по формуле где То - длительность периода импульсов заполнения. Вычисление может быть произведено .с помощью вычислительного устройства или ЭВМ, информация на которые снимается со счетчиков устройства. Изобретение позволяет повысить точность измерения скорости ультразвука на образцах материалов с малыми коэффициентами затухания за счет уменьшения погрешности от квантования . Формула изобретения Устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь и усилитель, блок подачи команд, вход которого соединен с выходом синхронизатора, два каскада совпадений, первые входы ко торых подключены к первому выходу блока подачи команд, первый триггер, первый вход которого соединен со вторым выходом блока подачи команд, второй вход - с выходом первого каскада совпадения, а выход - CQ вторым входом второго каскада совпадения, генератор опорной частоты, первый выход которого подключен ко второму входу первого каскада совпадения, и третий каскад совпадения, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, второй вход - со вторым выходом генератора опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью, повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными четвертым каскадом совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к третьему выходу генератора

опорной частоты, вторым триггером, второй вход которого соединен с выходом первого каскада совпадения, а третий вход - со вторым выходом блока подачи команд, первым селектором, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора опорной частоты, и первым счетчиком, второй вход которого соединен со вторым выходом блока подачи команд, вторым, третьим, четвертым счетчиками, первые входы которых подключены ко второму выходу блока подачи команд, и вторым селектором, включенным между выходами второго триггера и блока подачи команд и соединенным выходом со входом второго счетчика, второй вход третьего счетчика подключен к выходу второго каскада совпадения, а второй вход четвертого счетчика - к выходу третьего каскада совпадения.

Источники информации, принятые во

0 внимание при экспертизе

317968, кл. G 01 N 29/00, 1971 г.

АА I Ад Ал 1л

v-

т