Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука Советский патент 1979 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительно технике и может быть использовано для измерения коэффициента затухания ультраввука. Известны устройства рля измерения ко эффициента затухания ультразвука, содержашие генератор зондкрующих и тульсов, приемно-излучающий акустический .блок, блок визуальной индикации, схему выделения эхо-импульсов, блок измерения отношения амплитуд эхо-импульсов и регистрирующий прибор i, 2 . Применение электронного осциллографа в блоке визуальной индикации для-и идентификации номера выбранного эхо-импульса значительно усложняет устройства. Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука, содержащее последовательно включенные синхронизатор, импульсный высокочастотный ге. зратор, акустическую камеру с преобразователями, приемник, блок визуальной индикации, схему выделения -выбранных эхо-импульсов, блок измерения отношения амплитуд выбранных эхо-импульсов и. регистрирующий прибор sj . Недостатками устройства является сложность визуальной индшсации для идентификации выбранного эхо-импульса с помощью электронного осциллографа, а необходимость пересчета коэффициента затухания при изменении номера выбранного эхо-импульса. Целью изобретения является обеспечение автоматизации процесса измерения. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены компаратор, счетчик импульсов, дешифратор, переключатель на два направления, две жгфференцирующих цепочки, два одновибратора и резисторный делитель, при атом вход компаратора соединен с выходом приемника, а выход компаратора подключен к входу счетчика импульсов, вход установки нуля которого соединен с выходом синхронизатора, а выходы которого соединены с входами дешифратора, первый выход дешифратора подключен через первую дифференцирующую цепочку к входу первого вибратора, остальные выходы дешифратора соедине 5ы с. контактами одного направления-переключателя, переключающий контакт этого Направления подключен череа вторую дифференцирующую цепочку к входу второго одновибратора, выходы двух одновибраторов подключены к управляющим входам схемы выделения эхо-импульсов, контакты второго направления соединены с выходами резисторного делителя, а переключающий контакт второго направления подключен к регистрирующему прибору. На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства Устройство содержит последовательно включенные синхронизатор 1, импульсный высокочастотный генератор 2, акустическую камеру 3 с преобразователями, прием ник 4, компаратор 5 и счетчик 6 импульсов, вход установки нуля которого соединен с выходом синхронизатора 1. Выходы счетчика 6 и :пyяьcoв соединены с входами дещифратора 7, выходы которого, кроме первого, соединены с контактами однотх направления переключателя 8. Первый выход дещифратора 7 и переключающий контакт первого направления перекл о чателя 9 через дифференцирующие цепочки 9 и 10 и одновибраторы 11 и 12 подключены к управляющим входам блока выделения эхо-импульсов, выполненного, например, в виде двух схем совпадения 13 и 14, выходы которых соединены с .входами блока измерения отнощения амплитуд выбранных эхо-импульсов, выполненного, например, в виде двух пиковых детекторов 15 и 16 и дифференциального логарифмического усилителя 17, на выходе которого вклю чен регистрирующий прибор 18. Регистрирующий прибор 18 соединен с переключают щим контактом второго направления перек лючателя 8, контакты которого соединены р выходами/резисторного делителя 19. Устройство для измерения коэффициента затухания работает следующим образом Синхронизатор 1 вырабатывает короткие импульсы с постоянной частотой повторения {фиг. 2,а). Этими импульсами устанавливается в О счетчик 6 импульсов, а также запускается импульсный высокочастотный генератор 2, который вырабатывает зондирующий радиоимпульс, посту| паюший на входной преобразователь акустической камеры 3. На вход приемника 4 поступают первый прощедший через акус1(ческую камеру импульс и серия эхомпульсов (фиг. 2,б), где они усиливаютя и детектируются. Компаратор 5 формиует из этой серии импульсы неизменной мплитуды (фиг. 2,в) достаточной для нормальной работы счетчика импульсов. При поступлении на вход счетчика 6 первого импульса возбуждается первый выход дещифратора 7, перепад напряжения на первом выходе дещифратора дифференцируется дифференцирующей цепочкой 9 (фиг. 2,г) и запускает одновибратор 11, выходной импульс которого (фиг. 2,е) поступает на.вход первой схемы совпадентя 13. При этом схема совпадения пропускает первьй принятый импульс серии (фиг. 2,з), амплитуда которого запоминается пиковым детектором 15. Дещифратор 7 преобразует двоичный код счетчика 6 в сигнал на одном из своих выходов, соответствующих номеру эхо-импульса Б десятичной системе исчисления. Когда счетчик подсчитает количество эхо-импульсов, равное номеру вьгхода дешифратора, к которому подключен переключающий контакт переключателя 8, то сигнал с этого выхода дифференцируется дифференцирующей цепочкой 10 (фиг.2,д) и запускает одйовибратор 12, импульс которого (фиг. 2,ж) открывает схему совпадения 14, которая пропускает на вход пикового йетектора 16 тот же эхо- импульс, номер которого набран переключателем 8 (фиг. 2,и). Дифференциальный логарифмирующий усилитель 17 измеряет логарифм отношения двух постоянных напряжений, получаемых с помощью пиковых детекторов. Ток на выходе дифференциального усилителя: ) / где : К:- постоянный коэффициент} амплитуда первого импульса; 2/«- амплитуда / -эхо-41мпульса, Если длина акустической базы равна f. , то для получения коэффициента зйтухания необходимо показания индикатора разделить на длину акустического пути; -.1|гД , ,1-MfoM. . (1). « Если каждая ступень резнсторного делителя 19 имеет вес 1/2/7 , тр опер ция умножения на коэффициент 1/2 л в выражении (1) осуществляется автоматвн чески при переключении переключателя 8 в положение, соответствующее номеру И -эхо-импульса. Формула иаобретени Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука, содержащее последовательно включенные синхронизатор, импульскьй высокочастотный генератор, акустическую камеру с преобразователями, приемник схему выделения вы5 анных эхо-импульсов, блок измерения от йошения амплитуд выбранных эхо-импульсов и регистрирующий прибор, о т л и чающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса измерения в него введены компаратор, счетчик им пульсов, дещифратор, переключатель на два направления, две дифференцирующие цепочки, два одновибраторА и резисторный целитель, при этом вход компаратора соединен с Выходом приемника, а выход Компаратора подключен к входу счетчика импульсов, вход установки нуля которого соединен, с выходом синхронизатора, а выходы соединены с входами дешифраторе, первый выход дешифратора подключен черев первую дифференцирующую цепочку к входу первого одновибратора, остальные выходы дешифратора соединены с контактами- одного направления пе еключателя переключающий контакт этого направления подключен через вторую ди ференцирующую цепочку к входу второго одновибратора, выходы двух одновибраторов подключены к управляющим входам схемы выделения эхо-импульсов, контакты второго направления соединены с выходами резисторного делителя, а переключающий контакт второго направления подключен к регистрирующему прибору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 348933, кл. G- 01 ( 29/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 535501, кл. G Oil/ 29/00, 1976. 3.Труэлл Р. и др. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М., Мир , 1972, с. 264-265 (прототип).

У

«1 I 1 М t

xi 14

iMlUUlMJ

I I I I I I I , I 1 I I I 1

I

I II II kl I 11 I

.1 -l

kiihii

I t

11 i t

П t t I I I П I . I

Vt

«

Ti i I i I il 1 I i ) 1

- I II ,i

VI г i I I M I t

%i } I I I I I I i i

и

I I I LJ I i M I

iTTT

111

1 I 11

k

rt

1

1

.1

4-

г I

I ( I It I

1 i

i ni

I I

I и i i

-br+

I г .1

I I

г

1 I