Устройство для измерения скоростиРАСпРОСТРАНЕНия ульТРАзВуКА Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для кон троля физико-механических свойстй по скорости распространения ультразвуковых колебаний. Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее синхронизатор, излучгдащий преобразователь, приемньш тракт, усилитель, ключ преобразоват-ель, счетчик, переключатель и шифратор и Недостаток этого устройства - его ограниченное применение. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения ско рости распространения ультразвука, содержащее последовательно соединенны синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь приемный преобразователь, усилитель, ключ, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, первый счетчик, делитель частоты, вентиль, вто-.рой счетчик и индикатор, генератор опорной частоты, первьй выход которого подключен ко второму входу делителя частоты, а второй выход - к третьему входу ключа, и измеритель времени, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - ко .второму входу вентиля L2. Недостатком известного устройства является ограниченное применение его, так как оно позволяет измерять только скорость ультразвука и не осуществляет контроль акустического контакта, а также не производит: измерение скорости в относительных единицах. Цель изобретения - расширение функ Ционапьных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено последовательно соединенными компаратором, вход которого подключен к выходу усилителя, триггером, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, схемой И и блокои контр ля акустического контакта, схемой совпадения кодов, включенной между первым счетчиком и схемой И, и вклю ченными между первым счетчиком и дел телем частоты последовательно соединенными блоком индикации и блоком переключателей. На чертеже представлена бпок-схема устройства, Устройство содержит последователь но соединенные синхронизатор 1, гене ратор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, усилитель 5, ключ 6, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, первый счет чик 7, делитель 8 частоты, вентиль 9 второй счетчик 10 и индикатор 11, ге нератор 12 опорной частоты, первый выход которого подключен ко второму входу делителя 8 частоты, а второй выход - к третьему входу ключа 6, и измеритель 13 времени-, вход которого подключен к выходу усилителя 5, а выход - ко второму входу вентиля 9, последовательно соединенньй компаратор 14, вход которого подключен к выходу усилителя 5, триггер 15, второй вход которого подключен к выходу СИНхронизатора 1, схему И 16 и блок 17 контроля акустического контакта, схему 18 совпадения кодов, включенную между первым счетчиком 7 и схемой И 16, и включенные между первым счетчиком 7 и делителем 8 частоты последовательно соединенные блок 19 индикации и блок 20 переключателей. Устройство работает следующим образом. В первом такте работы на излучающий преобразователь 3 и приемный преобразователь 4 устанавливается этало ный образец 21, и по команде синхронизатора 1 осуществляется ввод акусти ческих импульсов в образец, одновременно отпирается ключ 6. В течение времени распространения акустического импульса импульсы с выхода генератора 12 опорной частоты поступают на вход счетчика 7. В момент окончания времени распростран ния акустического импульса сигналом с выхода усилителя 5 ключ 6 запирается, а. в счетчике 7 фиксируется цифро вой эквивалент времени распростра. нения акустического сигнала lUj, код которого поразрядно отображается бло ком I9 индикации. Перед началом второго такта работы устройства один раз перед серией контрольных замеров осуществляется установка кода цифрового эквивалента эталонного времени распространения с помощью блока 20 переключателей, путем фиксации каждого из переключателей .20 в состояние, соответствующее одноименному разряду блока 19 индикации. Во втором такте эталонный образец 21 заменяется на очередной образец из серии контролируемых, и по команде синхронизатора 1 осуществляется ввод акустических импульсов в образец, одновременно отпирается ключ 6. В течение времени распространения акустических импульсов, импульсы с выхода генератора 12 опорной частоты поступают .на вход счетчика 7. В момент окончания времени распространения акустического импульса сигналом с выхода усилителя 5 ключ 6 запирается и в счетчике 7 фиксируется цифровой эквивалент времени распространения акустического сигнала Nq-. Далее по сигналу с выхода усилителя 5 также запускается измеритель 13 време ш, в результате чего вентиль 9 отпирается на эталонный интервал времени, в течение которого часто.та следования импульсов с выхода управляемого делителя 8 частоты поступает на вход счетчика 10. По окончании времени измерения вентиль 9 запирается и индикатором 11 высвечивается цифровой эквивалент отношения скоростей распространения акустических сигналов в эталонном и контролируемом обрацах .. . Число, которое фиксируется в счетчике 10 по окончании времени измерения и закрытия вентиля 9, определяется .следующим образом .,- КПР где число в счетчике 10; Fg-r-- частота на выходе генератора 12 опорной частоты; коэффициент преобразования. С учетом того, чтобаза распространения акустических: сигналов в эталонном и контролируемом образцах равна, то в счетчике 10 записывается число ЗТ-РЭТ -k-sl РЭТ ЭТ .е. в счетчике 10 фиксируется и высчитывается индикатором 11 цифровой 584 эквивалент отношения скорости распространения акустического сигнала в контролируемом образце к скорости распространения в эталонном образце. Контроль акустического контакта, как эталонного, так и- контролируемого образцов-с преобразователями 3 и 4 рсздествляется следующим образом. При нарушении акустического контак та образца 21 с преобразователями 3 и 4 амплитуда первой полуволны уменьшается и усилитель 5 срабатывает по второй полуволне, в результате чего появляется погрешность измерения времени Тр равная одному периоду приня тых колебаний, в этом случае необходи мо блокировать вывод результата,измерения отношения индикатор 11, что осуществляется следующим образом. При нормальном акустическом контак те компаратор 14 срабатывает до момента времени, соответствующего временному допуску, и перебрасывает триг гер 15, который -был установлен в исхо дное состояние сигналом с выхода синхронизатора 1, в результате чего схема И 16 запирается, и сигнал на ее вы ходе отсутствует. При нарущении же акустического кон такта срабатывание компаратора 14 про ИС54ОДИТ после oKOH4aiiHH интервала времени, соответствующему временному запуску, т.е. сигнал с выхода схемы 18 совпадения кодов поступает через открытую схему И 16 на блокирующий вход индикатора 11 и на вход блока 17 контроля акустического контакта, сигнализируя оператору, что результат контроля заблокирован, По окончании серии контрольных из-мёрений или при значительных изменениях условий измерения необходимо произвести сравнение текущего значения времени распространения акустического сигнала в эталонном образце с числом, установленным с помощью блока 20 иеретшючателей и в случае необходимости произвести корректировку переключателей по текущему состоянию засвеченных ивдикаторов блока 19-индикации. 6 Предлагаемое устройство обеспечи- вает высокую информативность представления контролируемого параметра /jc. при малых приборных затратах, в частноети при отсутствии второго электроакустического тракта, кроме того, обеспечивает одновременно с измерением и контроль акустического контакта, что в значительной степени повышае.т надежность измере шя. Формула изобретения Устройство для измерения.скорости распространения ультразвука, содержа- -. щее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих им-, пульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, ключ, второй вход которого подключен к выходу синхрош1затора, первый счет-. чик, делитель частоты, вентиль, второй счетчик и инди катор, генератор опор ной частоты, первый выход которого подключен ко второму входу делителя частоты а второй выход - к третьему входу ключа, и измеритель времени, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - ко второму входу вентиля, , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено последовательно соедиенны ш компаратором, вход которого подключен к выходу усилителя, триггером, второй вход которого подключен к выходу синхрош1затора, схемой И и блрком контроля акустического контакта, схемой совпадения кодов включенной между первым счетчиком и схемой И, и включенными между первым счетчиком и делителем частоты последовательно соединенныьш блоком индикаии и блоком переключателей. Источники информации, принятые во вним.анне при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2337004, кл, G 01 11 29/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 484456, кл. G 01 N 29/04, 1972 (прототип).