Способ измерения скорости распрост-РАНЕНия упРугиХ ВОлН Советский патент 1981 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназнач о для измере ния скорости распространения упругих волн в образце. Известен способ измерения скорости распространения упругих волн в образце на изменяющейся базе прозвучивания. закл чающийся в том, что в образце возбужда ют упругие волны, формирую электричес кие импульсы а моменты щзбхсждення упругих волн через начало и коней базы 1фозвучивания образца, а интервал времени между импульсами преобразуют в заряд конденсатора реаистивно-емкостной цепн, по величине напряжения на котором и судят о cкqpocти распространения упругих волн l. Однако известный спосс)б измерения сксфости распространения упруги: волн характеризуется болыавми затратами времени, так как требует дополнительных вычислений. Цель изобретония - уменьшение времени измерения. Указанная цель достигается тем, что перед возбуждением постоянную времени резистивно-емкостной цепи устанавливают пропорциональной размеру азы прозвучивания. На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления данного способа. Устройство состоит из двух цепей, каждая из которых содержит последова,тельно соединенные датчик 1, усилитель 2 и формирователь 3 импульса, подключенных на вход стабилизатора 4 тока, выход которого соединен с резисторноемкостной цепью, состоящей из последовательно соединении резистора 5 и одного из конденсаторов 6, 7, 8 или 9, подключаемых к резистору переключателем Ю. Напряжение на конденсаторе измеряется , ламповым вольтметром 11. Емкость конденсаторов 7, 8 и 9 в два, три и четыре раза соответственно боль-, ше емкости конденсатора 6. Кроме того устройство содержш: ключ 12, подключ 3иый между стабилизатором 4 и блоком кощ енсаторов, и источник 13 колебаний. Спсхзоб реализуется следующим образом. Перед измерением соединяют с сопротивлением 5 соответствуюишй базе измерения (С) конденсатор 9. Ключом 12полностью разряжают ковденсатор 9 и размыкают ключ 12. Источником 13колебаний возбуждают волны в исследуемом образце 14. Первые вступлеиия упругих волн поочередно преобразуются датчиками 1 в электричес кие импульсы, которые пройдя усилитель 2 и формирователь 3 импульсов, запускают стабилизатор 4 тока на время равное Ьремени распространения упругих волн на базе прозвучивания. Интервал времени между импульсами преобразуется в заряде конденсатора резистивноемкостной цепи путем заряжения последнего стабилизированным током от стабилизатора 4 тока. Заряд конденсатора измеряется ламповым вольтметром 11. При этом конденсатор зарядится до нап жения. максимальное напряжение О на выходе стабилизатора 4 тока t:t;R.C -постоянная емени рези тивно-емкостной цепи, Я - величина сопротивления резистора 5, С - емкость конденсатора 9. Пусть упругие волны пройдут расстояние (t), равное базе прозвучивания за время-f..S Т . Тогда конденсатор 9 з ядится до напряжения i- И- -LJ JCA- C WOKC / ti N4CSK которое и покажет ламповый вольтметр 11, шкала которого проградуирована в единицах скорости. Изменим базу прозв чивання, например, уменьшим ее в дв реза. Соответственно описываемому спо собу перед возбуждением упругих волн уменьшим прямопропорционально (т.е. в два раза) постоянную времени резист но-емкостной цепи, подключив переклю чатвлем 10 к резистору 5 конденсатор 7 t емкость которого в два раза меньше емк ти конденсатора 9. Тогда постоянная вре2мени- ; резистивно-емкостной цепи будет равна О,5. Возбудив упругие волны производят вышеприведенные операции до данному способу в той же -последовательности. Если исследуемая горная порода однородная (т.е. скорость распространения упругих волн на любом участке одна и та же), то при изменении базы прозвучивания устройство должно показывать одну и ту же скорость упругих волн. Распространяясь с той же скоростью, упругие волны пройдут вдвое меньшее расстояние (6/2) за вдвое меньшее время-tjr.O FtrtqjIl Однако ламповый вольт: метр покажет, что конденсатор зарядился до той же величины напряжения ,, ..ii ,,0.5C-f . С7 -Uc/y ancti с лакс o,5t;i - Сллслц.с то есть покажет ту же самую величину скорости. Таким образом, изменяя постоянную времени резистивно-емкостной цепи прямо пропорционально изменению размера базы прозвучивания, мы получаем возможность на изменяющейся базе прозвучивания измерять скорость упругих волн, считывая показания непосредственно со шкалыприбора, проградуированного в единицах скорости. При этом можно использовать как заряд, так и разряд ковденсатЬра резистивно-емкостной цепи. Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить, время измерения скорости распространения упругих волн за счет исключения дополнительных расчетных операций. Формула изобретения Способ измерения скорости распространения упругих волн, в образце на изменяющейся базе прозвучивания, заключающийся в том, что в образце возбуждают упругие волны, формируют электрические импульсы в моменты прохождения упругих волн через начало и конец базы прозвучивания образца, а интервал времени между импульсами преобразуют в заряд конденсатора peзистивно емкостной цепи, по величине, напряжения на котором и судят о скорости распространения упругих волн, о тл и чающийся тем ,что с це лью уменьшения времени измерения, перед. возбуждением постоянную времени резистивно-емкостной цепи устанавливают пропорциональной размеру базы прозвучивания.

Источники инф(мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ватолин Е. С. Установка для замера скорости распространения звуковых

волн в исходах. - Разрушение горных пород и крепких углей (Научные сообщения института горного дела им. Скочинского), 1974, вьш. 118, с. 22-25 (прототип).