Цифровой измеритель скорости ультразвука Советский патент 1980 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к устройствам для неразрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано при создании автоматизированных систем контроля, Известно -устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор колебаний, генератор импульсов высокой частоты, излучатель, приемник, усилитель и счетчик 1. Недостатком его являются низкая точность измерений. Наиболее близким к изобретению по техщ1ческой сущности и достигаемому результату является цифровой измеритель скорости ультра звука, содержаишй последовательно соединенны генератор импульсов, излучающий и принимающий преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разнос ный делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, вт рой триггер, второй ключ и счетчик импульсов второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера- 2. Недостатком его является низкая тоадость измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что измеритель скорости снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа, первого триггера и генератора импульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с первым входом делителя частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами и соединенной также со вторым входом первого ключа. На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, излучагоший цреобразователь 2, принимающий преобразователь 3 и усилитель 4, первый триггер 5, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, последовательно соединенные кварцевый генератор 6, первый ключ 7, разностный делитель 8 частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер 9, второй ключ 10 и счетшк 11 импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор 12 тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера, делитель 13 частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа 10, первого триггера 5 и генератора 1 импульсов. Кроме того, измеритель содержит третий триг гер 14, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с первым входом делителя 13 частоты, и схему ИЛИ 15, включенную между первым итретьим триггерами я соединенную также со вторым входом первого ключа 7. Измеритепь скорости ультразвука работает следующим образом. В начальный момент времени to генератор 1 и шульсов возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно переводит в исходное нулевое состояние первый триггер 5, а также в еддшшсе состояние третий триггер 14. При этом генератор I запускается в автоколебательном режиме с периодом повторения То о время прохождения ультразвука от излучателя до приемника; т g - задержка в злектронных схемах Сигнал с вьгхода усилителя 4 переводит триг тер И в нулевое состояние, и в делитель 13 частоты записывается единица. Ультррзву1со эс й сигнал, излученный преобразователем 2, проходит исследуемую среду и пр нимается преобразователем 3, в котором преобразуется Е электрический и поступает на осковной вход усилителя 4. В усилителе 4 электрический сигнт усиливается, проходит первичкую и вторичную обработку, и формируется сигаал с нормированной амплитудой и длительностью, задержанный на время т относительно сигнела на входе усилителя 4, где т - задерж ка в приемнике. Сформированный сигнал с вы хода усилителя 4 подтверждает предьщущее (нулевое) состояние триггера 14, а также переводит делитель 13 частоты в нулевое состояние. При этом на входе делителя частоты образуется серия импульсов, из которых на выхс де делителя формируются импульсы, соответствуюише по времени на выходе усилн74 еля 4. Эти импульсы переводят первый триггер 5 в единичное состояние и запускают гене ратор 1 импульсов. Импульсы с выходов триггера 5 и 14 длительностью Тр и т , где г - задержка в цепи запуска генератора, поступают на схему ИЛИ 15, на выходе которой образуется импульс тэ а импульс открывает ключ 7, на второй вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6. Импульсы, количество которых в серии равно: где t - период повторения кварцевого генератора 6, с выхода ключа 7 поступают на вычитающий вход разностного делителя 8 частоты, на суммирующий вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6. Если за некоторое время tj на суммирующий, вход лоступает число илтульсов П, а на вычитающий - П2, то общее число импульсов, записанных в разностный делитель 8 частоты, составляет N nj - П2, а его козффициеет деления увеличивается на nj. В некоторый момент времени t генератор 12 тактовых импульсов переводит разностный делитель 8 частоты, 11 и делитель 13 частоты в нулевое состояние, а также триггер 9 в единичное состояние. Этим импульсом открьгоается ключ 10, и импульсы автоциркуляции суммируются в счетчике. Импульсы с выхода кварцевого генератора 6 поступают на суммирующий вход разностного делителя 8 частоты. После переполнения разностного делителя частоты в некоторый момент времени t импульс с его выхода переводит триггер 9 в нулевое состояние, на этом подстет импульсов автоциркуляции в электронном счетчике прекращается. Длительность импульса на выходе триггера 9 составляет: TJ Т, + ДТ, где ДТ (п-1)Д1о(М1-1) (Nj-l)i а число импулКов, записанных в счетчик 11, будет равно О 3 Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет исключить погрещность измерения, вызванную постоянной задержкой в электрических цепях измерителя, что повыщает точность измерений. Формула изобретения Цифровой измеритель скорости ультразвука, Содержащий последовательно соединенные Г НРратор импу71ьсов, излучающий и принимающий преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разностный делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер, второй ключ и счетчик импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения точности измереннй, он снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа, первого триггера н генератора нмпульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора нмпульсов, второй вход - с первым входом делнтеля частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами н соединенной также со вторым входом первого ключа. Источники информации, принятые во вннмание при экспертизе 1.Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. Издательство, стандартов, 1970, с. 82. 2.Авторское свидетельство СССР по 3aJaKe N 2529907/28, кл. G 01N 29/00, 1977 (прото