Устройство для измерения скорости ультразвука в движущемся листовом материале Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 G01N33/34 

усилитель 5 и триггер 6, усилитель 7, вход которого подключен к выходу приемника 3. а выход - к входам триггеров 6 и 8, последовательно соединенные приемник 9. усилитель 10, триггер //, вход которого подключен к выходу генератора 1, ключ 12. сумматор 13, реверсивный счетчик 14 и блок 15 вычисления, генератор 16 стабильной частотьЕ, выход, которого соединен с входом ключа 12, последовательно соединенны-е каскад 17 задержки, вход которого подключен к выходу генератора 16, и ключ 18, вход которого подключен к выходу триггера 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход - к второму входу сумматора 13, последовательно соединенные преобразователь 19 частоты, вход которого соединен с выходом генератора 15, и ключ 20, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, при этом три приемника располагаютс;в плоскости, перпендикулярной к плоскости листа с обеих его сторон на фиксированном расстоянии относительно друг друга.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени /о (см. фиг. 2,а) генератор 1 зондирующих имлульсов возб /лсдает излучатель 2 и одновременно приводит в единичное состояние три: )-ер 8.

Излученный преобразователем 2 акустический импульс распространяется по листовому материалу, частично излучается в воздух и принимается акустическими приемниками 3, 4 -и 9. С выходов приемников принятые сигналы поступают на входы .усилителей 5, 7 и 10, на выходах которых образуются импульсы (см. фиг. 2, б, в, г).

При этом импульс на выходе усилителя 10 имеет временный сдвиг, равный 7i T,, +TI, где то- время задержки в исследуемом материале, а TI -Д-, где С-скорость

ультразвука в среде, находящейся между приемником и листовым материалом, (например, в воздухе), а /1 - расстояние от ириемника 9 до листового материала.

Соответственно временной сдвиг на выходе усилителя 7 равен Г2 , где

/о

-2 -. Временной сдвиг на выходе усилитеО

.1Я 5 по отношению сдвига на выходе уснЛИтеля , где Д/ - расстояние межО

ду приемниками 3 и 4.

Импульсы с выходов усилителей 10 и 7 приводят триггеры 8 я 11 в исходные нулевые состояния, а триггер 6 - в единичное состояние, который сбрасывается импуль.ом с выхо1да усилителя 5. Сформированные прямоугольные имнульсы с выходов триггеров 6, // и 5 (см. фиг. 2, д, ж, е от;:оы1зают ключи 12, 18 и 20. Наиряжеиие с

пыхода генератора 16 стабильной частоты поступает на вход ключа 12 непосредстве но (см. фиг. 2 и), а на вход ключа 18 через каскад 17 задерж1ки (см. фиг. 2, к). Время запаздывания ts каскада задержки выбрано из условия , где /.,,- длительность импульса, а т,; - период повторения генератора стабильной частоты. Ири этом

число ИМПУЛЬСОВ на выходах ключей 12 и - I.18 разно yV, : - + 1 (см. фиг. 2 л) и

Л2 - +1 (см. фиг. 2 м). Эти

-К

импульсов поступают на вход сумматора 13, на выходе которого появляется число импульсов yVo /Vi + A2 (см. фиг. 2 н). Напряжение с выхода генератора стабильной частоты также поступает через преобразосатель 19 частоты с коэффнниеитом преобразования К -Г-,- на вход ключа 20. На выходе этого ключа появляется число имн -льсов К+1 (см.фиг. 2о).

импульсов Ло с выхода сумматора 13 поступает на суммирзющий вход реверсивного счетчика 14, а на вычитающий - серия импульсов Лз с выхода ключа 20. С ммарное число импульсов, записанных в реверсивный счетчик за один период работы,

Д Лп - N., - - +1. Если выбрать тк 2 . где /rt 0, 1, 2то

записанное в реверсивный счетчик число и.пульсов Л равно времени прохождения I:Q ультразвука только через листовой материал.

Код с реверсивного счетчика 14 подается на блок 15 вычислеиия, в котором ио известной базе измерения 1 и измеренном времени прохождения то определяется скорость ультразвука и индииируется на табло в цифровой форме.

Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностыо измерить скорость ультразвука в движущемся листовом материале за счет снижения дисперсий волн в среде между листовым материалом и приемниками, а также за счет ирименения цифровые схем.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука в движущемся листовом материале, содержащее генератор зондирующих импульсов, излзчатель, подключенный к генератора, последовательно соединенные два приемника, первый усилитель и первый триггер, второй усилитель, вход ко70Doro подключен к выходу первого приtMHi:rr.a. а выход - к входам триггеров, о т; и ч а 10 И е е с я тем, что, с целью повыщеиия точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными третьим приемником, третьим усилителем, третьим триггером, вход которого подключен к выходу генератора, первым 1О1Ючом, сумматором, реверсивным счетчиком и блоком вычисления, генератором стабильной частоты, выхоох которого соединен с входом ключа, последовательно соединенными каскадом задержки, вход которого иодключен к выходу генератора стабильной частоты, и вторым ключом, вход которого подключен к выходу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - к второму входу сумматора, последовательно соединенными преобразователем частоты, вход которого

соединен с выходом генератора стабильной частоты и третьим ключом, выход которого соадииен с вторым входом реверсивного счетчика, при этом три приемника располоЖ:ены в плоскости, перпендикулярной к плоскости листа с обе1их сторон на фиксированном расстоянии относительно друг друга.

10 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе:

СССР

1. Авторское свидетельство Хо 323738, кл. G 01 N 33/34, 1970.

2 Авторское свидетельство СССР ЛЬ 502324, кл. G 01 N 33/34, 1974.

/Hus.

п U

. Jn

Li

V,

- t