Цифровой измеритель длительности фронта первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний Советский патент 1980 года по МПК G01R29/02 

1

Изое ретение относится к электро-. измерительной технике и может быть использовано в автоматических системах измерения и неразрушающего контроля.5

Известно устройство для измерения длительности Фронта первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсЪв, приемов-10 передающий электроакустический преобразователь, у силитель, электроннолучевую трубку, блок ждущей развертки, схему задержки запуска резвертки и аналого-цифровой преобразователь

Недостатком этого устройства является низкая точность, сложность процесса измерения и высокая трудоef KOCTb.

-- Наиболее близкий предлагаемому 20 цифровой измеритель длительности . Лронт.а первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний содержит синхронизатор, приемо-передающий электроакустический преобразоват.ель, 25 усилитель с регулируемым коэффициент.ом усиления, два пороговых блока и аналого-цифровой преобразователь 2 . . недостатком этого устройства является большое время иэг1ерения. 30

Цель изобретения - уменьшение времени измерения.

Для достижения указанной цели цифровой измеритель длительности фронта первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний, содержащий генератор зондирующих импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход - с входом приемо-передающего электроакустического преобразователя, выходом подключенного ко входу усилителя с регу.пируемым коэффициентомусиления, выход которого связан с входами двух пороговых блоков, выходами подключенных ко входам Старт и Стоп аналого-цифрового преобразователя, снабжен генератором напряжения, циклически меняющегося по заданному закону. Формирователем стробирующих.импульсов, блоком совпадения и третьим пороговым блоком, вход которого связан с выходом усилителя, а выход - с первым входом блока совпадения, выход которого соединен с входом Сброс аналого-цифрового преобразователяi а второй вход -. с выходом Формирователя стробирующих импульсов, вход запуска которого подключен к выходу первого порогрвого блока, причем выход генератора напряжения, циклически изменяющегося по заданному закону, связан с управляю1чим входом усилителя. На чертеже представлена структур1 ая электрическая схема предлагаемого измерителя. Устройство состоит из синхронизатора 1, генератора 2 зондирующих импульсов, приемо-передающего электроакустического преобразователя 3, усилителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления, генератора 5 напряжения, циклически изменяющегося по заданному закону, первого, второго и третьего пороговых блоков 6,7 и 3, аналого-цифрового преобразовате ля 9, формирователя 10 стробирующих импульсов, блока 11 совпадения и исследуемой среды 12. Устройство работает следующим образом. Исследуемые периодически повторяющиеся импульсы (пачки) ультразвуковых колебаний подаются на вход усилителя 4 с выхода приемо-передающего преобразователя 3. Импульсы уль тразвуковых колебаний возбуждаются в приемо-передающем преобразователе 3 с помощью генератора зондирующих импульсов 2, запускаемого синхронизатором 1, работающим в режиме автоколебаний. На управляющий вход усилителя 4 подается циклически изменяющееся по заданному закону напряжение с выхода генератора 5. Плавно регулируемый коэффициент усиления усилителя 4 в начале цикла максимален и монотонно убывает по мере изменения напряжения генератора 5. Период изменения этого напряжения выбирается во много раз большим периода посылки зондирующих . импульсов. Огибающая дискретных значений уровня импульсов ультразвуковы колебаний на выходе усилителя 4 при этом повторяет закон изменения его коэффициента усиления. Усиление ко.лебаний с выхода усилителя 4 подаютс на входы пороговых блоков 6,7 и 8. Уровни срабатывания этих блоков выбираются соответственно равными , АО (АО - заданное значение амплитуды первого вступления им пульсов ультразвуковых колебаний на усилителя1; К-j и К - относительные значения уровней фронта первого .вступления, на которых производится измерения длительности Лронта). С выходов пороговых блоков 6 и 7 снимаются импульсы, временной интервал между которыми равен длительности фронта первого вступления.-Эти импульсы поступают на входы. Старт и Стоп аналого-цифрово преобразователя 9. Формируемый в момент достижения уровня импульс снимается -также со второго вы хода порогового блока 6 и поступает на вход запуска формирователя стробируюгдих импульсов 10, который формирует одиночный импульс с длительностью t, выбираемой из условия T 7-t7t:9,, где Т - длительность первого периода импульсов (пачек) ультразвуковых колебаний , Т9 -длительность фронта первого/ вступления до его экстремума. Стробирующий импульс с выхода Формирователя 10 подается на второй вход блока 11 совпадения, на первый вход которого поступают импульсы с выхода порогового блока.8. Этот импульс отделяет первое вступление каждой пачки ультразвуковых колебаний от остальной ее части, что поз-, воляет производить измерение дли.тельности фронта первого вступления с учетом изменения его амплитуды. При величине амплитуды первого вступления на выходе усилителя 4 большей АО на выходе порогового блока 8 и затем на выходе блока 11 совпадения появляется импульс, осуществляющий сброс показаний АЦП 9 на нуль. С уменьшением коэффициента усиления усилителя 4 в очередной из циков посылки зондирующих импульсов амплитуда первого вступления становится меньшей Ад, сброса АЦП 9 не происходит и осуществляется цифровая индикация значений длительности фронта первого вступления. Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое приведение амплитуды первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний к заданному уровню, а также позволяет упростить измерение длительности фронта первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний, снижая при этом трудоемкость и повыиая точность. Формула изобретения Цифровой измеритель длительности сЬронта первого вступления импульсов ультразвуковых колебаний, содержащий генератор зондирующих импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход - с входом приемо-передающего электроакустического преобразователя, выходом подключенногб ко входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, 6ЫХОД -которого связан с входами двух пороговых блоков, выходами подключенных ко входам Старт и аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью умёньшения времени измерения, он снабжен генератором напряжения, циклически изменяющегося по заданному закону, формирователем стробирующих импульсов, блоком совпадения-и третьим пороговьом блоком, вход которого связан с выходом усилителя, а выход - с первым входом блока совпадения, выход которого соединен с входом Сброс аналогоцифрового преобразователя, а второй вход - с выходом Ф.ормирователя стробирующих импульсов., вход запуска которого подключен к выходу перВого порогового блока, причем выход генератора напряжения, циклически

изменяющегося по заданному закону, связан с управляющим входом усилителя.

Источники информации, г принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 407523, кл. G01R 29/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 211113, кл, 42 К 46/06, 1968(про. тотип л