Цифровой измеритель скорости ультразвука Советский патент 1979 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к области . неразрушающего контроля ультразвуковым методом и может быть использован в автоматизированных системах контро ля. Известен цифровой измеритель скорости ультразвука,- содержащий ультра звуковые преобразователи, генератор, приемник, линию задержки и селектор Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является цифровой измеритель скорости ультразвука, Содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих им пульсов, излучающий преобразователь принимающий преобразователь, первый триггер и первый ключ, последователь но соединенные генератор тактовых импульсов, второй триггер и второй ключ, счетчик импульсов и кварцевый генератор 2. Недостатком известных измерителе является низкая точность измерений. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Цель достигается тем, что предлагаемый цифровой измеритель снабжен, регулируемой линией задержки, включенной между генератором зондируюших импульсов и первым триггером, и разностным делителем частоты, первый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, второй вход - с первым входом второго триггера, третий вход с выходом первого ключа, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход разностного д-елителя частоты - со вторым входом второго триггера, выход усилителя соединен с входами генератора зондирующих импульсов и второго ключа, счетчик импульсов включен между разностным делителем частоты и вторым ключом. На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 временные эпюры, поясняющие работу схемы. Цифровой измеритель скорости ультразвука содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 2 принимающий преобразователь я, усилитель 4, первый триггер 5 и первый ключ 6, последовательно соединенные генератор 7 тактовых импульсов, второй триггер 8 и второй ключ 9, счетчик 10 импульсов, кварцевый генератор 11, регулируемую линию 12 задержки, вклгоче лную между генератором 1 зондирующих иттульсов и первым триггером и разностный делитель 13 часто ты, первый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 11, второй вход - с первым входом второго триггера 8, третий вход с выходом первого ключа 6, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход разностного дели теля частоты соединен со вторым входом второго триггера 8, выход усилителя 4 соединен со входами генератора 1 зондирующих импульсов и второ го ключа 9, счетчик 10 импульсов -вкл чен между разностным делителем 13 частоты и вторым ключом 9. Кроме того, измеритель содержит акустические волноводы 14 и 15. В начальный момент t (фиг. 2а) генератор 1 зондирующих импульсов возбуждает излучающий преобразователь 2. При этом генератор 1 запуска ется в автоколебательном релсиме с периодом повторггния о а-Э % 2где - время прохождения ультразвуковой волны через иссле дуе.ую среду; э время задержки в электриче ких цепях измерителя; вре.мя прохождения волны че рез акустические волноводы , Ультразвуковой импульс, распространяясь по акустическому волноводу 14, задерживается на время , проходит исследуемую среду, распространяясь по акустическому волноводу 15, задерживается на время и принимается преоезразователем 3, в котором преобразуется в электрический и поступает на вход усилителя 4. В усилителе формируется сигнал (фиг. 2в) с нормированной амплитудой и длительностыо, задержанный относительно времени поступления электрического сигнала на вход усилителя на время Sp , ; Сформированный сигнал с выхода усилителя переводит генератор 1 зондирующих имтульсов в режим синхрокольца с периодом повторения to . первый триггер 5 - в единичное сое тояние и поступает на вход регулируемой линии 12 задержки, время задержки, в которой устанавливается 3° 9 «-|%2 Задержанный сигнал (фиг. 2г) с выхода регулируемой линии задержки поступает на вход первого триггера 5 и переводит его в нулевое состояние, в результате чего, на выходе триггера формируется прямоугольный импульс (фиг, 2д) длительностью Гз Этот импульс открывает ключ 6, на второй вход которого поступает сигнал с выхода кварцевого генератора 11. На выходе ключа образуется серия импульсйв, Количество импульсов в сериип - где &tp - период повторения кварцевого генератора. Обычно .Эти импульсы поступают на вычитающий вход разностного делителя 13 частоты. На сумь-сирующий вход делителя поступают импульсы с выхода кварцевого генератора. Общее число импульсов, записанных в делитель, составляет N п,где п - число импульсов, поступивших на суммирующий вход разностного делителя 13 частоты. Следовательно, база измерения расширяется, и становится равной .- г Отсюда видно, что число импульсов, записанных в счетчике 10, будет равно числейному значению скорости ультразвука в среде. В момент времени t (фиг. 2ж) генератор 7 тактовых импульсов сбрасывает разностный делитель 13 частоты в нулевое состояние, а триггер 8 переводит в единичное состояние. Этим импульсом (фиг, 2и) открывается ключ 9, и импульсы (фиг, 2л) автоциркуляции суммируются в счетчике 10 импульсов. Импульсы (фиг. 2е) с выхода генератора 11 поступают на суммирующий вход разностного делителя 13 частоты. Импульс (фиг. 2к) с выхода делителя 13 переводит триггер 8 в нулевое состояние, в результате прекращается счет импульсов в счетчике 10. Таким образом, цифровой измеритель скорости ультразвука позволяет исключить погрешность измерения, вызванную задержкой в цепях генератора и приемника, а также в акустических волноводах, что позволяет уменьшить погрешность измерений. Формула изобретения Цифровой измеритель скорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, принимающий.преобразователь, усилитель, первый триггер и первый ключ, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, BTri|.:-,;.ii триггер и второй ключ, счетчик импульсов и кварцевый генератор, о тпичающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен регулируемой линией задержки, включенной между генератором зондирующих импульсов и первым триггером, и разностным делителем частоты, первый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, второ вход. - с первым входом второго триггера, третий вход - с выходом первого ключа, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход разностного делителя частоты - со вторьм входом второго

триггера, выход усилителя соединен с входами генераторазондирующих импульсов и второго ключа, счетчик импульсов включен между разностным делителем частоты и вторым клучом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2366121/10, кл. G 01N 29/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке П 2456143/28,

кл, G 01 N 29/00, февраль 1977 (прототип) .