Измеритель поглощения ультразву-KA Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОГЛОЦЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к среаствам неразрушающего контроля изделий и материалов. Известны устройства контроля параме ров изделий и материалов, основанные на принципе измерения затухания ультразву ковых волн в контролируемом объекте, которые содержат генератор, измеритель ную камеру с излучающим и приемным преобразователями, широкополосный усилитель и индикатор l3. Однако устройства имеют широкополосный тракт преобразования, который ограничивает порог чувствительности. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является измеритель поглощения ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор тестовых сигналов, амплитудный модулятор, измерительную камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, широкополосный усилитель, амплитудный детектор и индикатор. Это устройство также основано на зависимое- ти КОН1 ролируемого параметра от поглощения ультразвука 2. Недостаток устройства заключается в том, что при измерении поглощения в объектах с большим затуханием, в частности, синтетической кожи в процессе (,е изготовления, оно имеет низкую чувствительность и точность измерения. Цель изобретения- повышение чувствительности и точности измерений в cpeLwдах с большим затуханием. Поставленная цель достигается за счет того, что измеритель поглощения ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор тестовых сигналов, амплитудный модулятор и измерительную камеру с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, а также амплитудный детектор, снабжено последовательно соединенными низкочастотным генератором, управляемым круговым фазовращателем, амплитудным ограничителем и согласующим каскадом,. выход которого соединен со входом амп- .литуцного детектора, а вход - с выкодом приемного преобразователя, а также последовательно соединенными между выходом амплитудного детектора и управляю1да щим входом амплитудного модулятора избирательным усилителем, установочньпл фазовращателем и отсчетным аттенюатором, при этом выход генератора тестовых сигналов соединен со вторьтм входом управляемого кругового фааовраща--: теля. На чертеже изображена блок - схема предлагаемого измерителя. Измеритель содержит генератор 1 гар монических сигналов (тестовых сигналов частоты (з ), низкочастотный генератор 2,управляемый круговой фазовращатель 3,амплитудный ограничитель 4, нзмери- тельную камеру с двумя электроакустичес кими преобразователями 5 и 6, согласую щий каскад 7, амплитудный, детектор 8, избирательный усилитель 9, установочный фазовращатель 1О, огсчетный аттенюатор 11, амплитудный модулятор 12. Устройств о работает следующим образом. С выхода генератора 1 тестовый сигнал частоты оо через амплитудный модулятор 12 поступает на передающий элект роакустический преобразователь 5. При этом возбуждается приемный электроакус тический преобразователь, амплитуца выходного напряжения которого зависит от степени поглощения ультразвука в контро лируемом объекте. В начальный момент времени. напряже ние частоты (А) на входе согласуюю,е«го каскада 7 не промодулировано по амп литуде, поскольку на модулирующий вход амплитудного модулятора 12 напряжение не поступало. Напряжение на выходе пре образователя 6 имеет форму. (,U)i-i-4), (1) к « коэффициент, зависящий от поглощения ультразвука в контролируемом объекте; амплитуда и начальная фаза напряжения. Сигнал, поступающий на вход согласу ющего каскада 7, образуется путем сум мироаанвя напряжения тестового сигнала Uj и вспомогательного напряжения (2 ;снимаемого с выхода амплитудного огра ни втеля 4. На вхоп амплитудного 0гра ничителя 4 поступает фазомодулйровак- дое напряжение частоты W полученное утем модуляции его с помощью управлямого кругового фазовращателя 3. Закон г одуляции задается низкочастотным генеатором 2 частоты 51 В случае линейой модуляции фазы с частотой Si наряжение на выходе амплитудного ограниителя 4 имеет вид U2 U2COB coi+Q(t)-t-M)2l - U2C05(w+SгH tf2l7 1 2 амплитуда и начальная 4йза напряжения; ©(ЬрО. текущее значение В результате суммирования тестового (J и вспомогательного U 2. сигналов апряжение на входе согласующего касада 7 принимает вид. U uU co5icoi 4)-v t- а 2 (w + Cf 2 2..U,. .(u.|)t.. 4-U2cos l u) (3) где U2 U2-KU Учитывая, что GO 5г записать Г81М.2-Ч.1 /4 .) и2со 1оэл 5гН Ч-а. Результирующее напряжение Uj представляет собой амплитудно моаулированное напряжение частоты (jO с частотой модуляции S2./2 и глубиной модуляцш, зависящей от поглощения 2 ультразвука в контролируемом объекте. Выбирая уровень амплитудного огра ничителя 4 достаточным для выделения суммарного сигнала амплитудным детектором 8, можно выделить полезную информацию на низкой частоте Si / 2 . Пройдя через избирательный усилитель 9, полезный сигнал частоты 92. /2 пос1упает через установочный фазовращатель 10 а отсчетный аттенюатор 11 на модулирующий вход амплитудного модулятора .i

12, созцавая при соответствующем выбо- ре фазового сдвига, вносимого установочным фазовращателем 10 (противофазном модулирующей функции, полученной в результате модуляции фазы), компенсируюШЗ о модуляцию. Изменяя отсчетным аттенюатором 11 глубину компенсирующей модуляции (модулятора 12), можно добиться отсутствия сигнала на входа избирательного усилителя 9. Отсчет измеряемого параметра производится по шкале предварительно откалиброванного аттенюатора 11.

Таким образом, дополнительное функциональное преобразование тестового сигнала, состоящее в суммировании его с . фазомодулированным напряжением, позволяет использовать в тракте усиления:, избирательный низкочастотный усилитель, что обеспечивает высокую чувствительность, помехоустойчивость и точность измерения поглощения ультразвука в объектах с большим затуханием.

Формула изобретения

Измеритель поглощения ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор тестовых сигналов, амплитудный модулятор и измерительную камеру

с излучающим и приемным электроакустическими преобразователями, а также амплитудный детектор, отличающийс я тем, чго, с целью повышения чувсг- вительности и точности измереыкй в ере дах с большим затуханием, оно снабжено последовательно соединенными низкочастотным генератором, управляемым круговым фазовращателем, амплитудным

ограничителем и согласующим каскадом, выход которого соединен со входом амплитудного детектора, а вход - с выходом приемного преобразователя, а также последовательно соединенными между вы-

ходом амплитудного детектора и управ ляющим Входом амплитудного модулятора избирательным усилителем, установочным фазовращателем а отсчетным аттенюатором, при этом выход генератора тестовых сигналов соединен со вторым входом управляемого кругового фа- зовращателя.

Источники информации, принятые .во внимание при экспергнзе

25

№ 359585, кл. G О1 N 29/О4, 1970.

(прототип).