Устройство для измерения затуханияульТРАзВуКОВыХ ВОлН Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано в радиотехнической, химической и других отрас лях промьпштенности для непрерьтного контроля физико-механических параметров вещества, в частности тверды тел. Изобретение может также примеЙ1ться для наблюдения за кинетико каких-либо определенных процессов, например при быстром, либо медленном изменении затухания ультразвука обусловленном переменными механическими нагрузками. Известно устройство для измерени коэффициента затухания ультразвука твердых средах, содержащее приемноизлучающий акустический блок, генератор, блок визуальной индикации, блоки выделения принятых импульсов, блок измерения отношения амплитуд импульсов, входы каждого из которых соединены с выходами блоков вьщеления принятых импульсов, а выходы- С ОСНОВНЫМ блоком измерения отношения амплитуд импульсов соответствен-но через второй время-амплитудный преобразователь и непосредственно l. Существующая методика измерения затухания ультразвука предусматривает работу пьезопреобразователя на своей осцорной частоте, либо на одной из нечетных гармоник. Применение широкополосных преобразователей позволяет производить измерения затухания ультразвука в твердых телах, изменяя частоту импульсного передатчика путем ручной подстройки. Чтобы получить частотную зависимость затухания ультразвука, необходимо провести 1)яд измерений и по точкам построить график частотной зависимости. Если при этом частотная зависимость меняется во времени под действием каких-либо внешних факторов, то такой процесс измерений

3

становятся чрезвычайно затруднителен, а иногда - вообще невозможен. Наиболее близким по технической сущности к описьшаемому является устройство для измерения коэффициента затухания акустических колебаний, содержащее обратимьш электроакустический преобразователь, подключенный к генератору импульсов и приемнику, синхронизатор один выход которого подключен к генератору импульсов, другой - к блоку индикации, а третий параллельно подключен через две схемы переменной задержки к двум схемам выделе ния импульсов ,

Для измерения частотной зависимости затухания ультразвука в полосе частот необходимо измерить затухание ультразвука на частотах, определяемых условиями эксперимента, и по полученным значениям построить график частотной зависимости затухания.

Такой процесс измерения частотных зависимостей затухания ультразвука весьма трудоемок и становится невозможным при измерениях меняющегося во времени затухания ультразвука.

Целью изобретения является расширние функциональных возможностей устройства за счет одновременного измерения частотной зависимости затухани ультразвука в полосе частот.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено линией задер ки, аттенюатором, сумматором и лЬгарифмирующим блоком, причем логариф. мирующий блок включен между выходом приемника и вторыми входами схем выделения импульсов, один вход сумматора через линию задержки подключен к выходу первой схемы выделения импульсов, второй вход сумматора через аттенюатор - к выходу второй схемы выделения импульсов, выход сумматора подключен к блоку индикации, при этом в качестве генератора импульсов использован генератор качающейся частоты.

На чертеже представлена структурна ная схема устройства для измерения затухания ультразвуковых волн.

Устройство для измерения затухания ультразвуковых волн содержи генератор качающейся частоты 1, синхронизатор 2, блок визуальной индикации 3, электроакустический преобразователь 4, испытуемое твер194

дое тело 5, схемы переменной задержки 6 и 7,приемник эхо-сигналов 8,cx мы вьщеления импульсов 9 и 10, лога.рифмирующее устройство 11, линию задержки 12, аттенюатор 13 и сумматор 14.

Устройство для измерения затухания ультразвуковых волн работает слдующим образом.

Частотно-модулированные импульсы вырабатываемые генератором качающейся частоты I, подаются на электроакустический преобразователь 4, который преобразует их в ультразвуковые волны, распространяющиеся в испытуемом твердом теле 5. Ультразвуковые эхо-импульсы, принимаемые. электроакустическим преобразователем 4, преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и детектируются приемником эхо-сигналов 8. Серия видеоимпульсов с приемника эхо-сигналов подается на логарифмирующее устройство 1I и схемы вьщеления принятых импульсов 9 и 10. Номера выбранных из серии эхо-сигналов импульсов определяются схемами переменной задержки 6 и 7 путем выбора подачи разрешающего напряжения с указанных схем переменной задержки на соответствующие схемы выделения принятых импульсов 9 и 10. Таким образом, на выходах схем выделения импульсов 9 и 10 появляются огибающие частотно-модулированного импульса, прошедшего различные расстояния в испытуемом твердом теле. Эти- огибающие совмещаются во времени с помощью регулируемой ли-, НИИ задержки 12 и подаются на входы сумматора 14, На выходе сумматора образуется величина а 4 .функция от чатоты , измеряемая на экране блока визуальной индикации 3.

Импульсы синхронизатора 2 управляют работой генератора качающейся частоты 1, обеспечивают выбор необходимых для анализа импульсов и синхронизируют развертку блока визуальной индикации 3.

Автоматизация процесса измерений позволяет наблюдать за изменениями частотных зависимостей затухания ультразвука в твердых телах под действием каких-либо внешних факторов. Непрерывное измерение затухания ультразвука в полосе частот позволяет выявить всякого рода несовершенства структуры испытуемых образцов, проявляюишеся в появлении на частотной зависимости затухания различных резких выбросов, трудно фиксируемых другими способами. Исподьзование предложенного устройства в производстве ультразвуковых линий задержки при контроле звукопроводов позволяет повысить эффективность и достоверность ультр звукового контроля и значительно сократить продолжительность измерительных работ. Формула изобретения Устройство для измерения затухан ультразвуковых волн, содержащее обр тимый электроакустический преобразо ватель, подключенный к генератору импульсов и приемнику, синхронизато один выход которого подключен к ген ратору импульсов, другой - к блоку индикации, а третий параллельно под ключен через две схемы переменной задержки к двум схемам выделет1Я viMпульсов, отличающееся тем что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет одновременного измерения частотной зависимости затухания ультразвука в полосе частот, оно снабжено линией задержки, аттенюатором, сумматором и логарифмирующим блоком, причем логарифмирующий блок включен между выходом приемника и вторыми входами схем выделения импульсов, один вход сумматора через линию задержки подключен к выходу первой схемы выделения импульсов, другой вход сумматора через аттенюатор подключен к выходу второй схемы выделения импульсов, выход сумматора подключен к блоку индикации, при этом в качестве генератора импульсов использован генератор качающейся частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 348933, кл. G 01 N 29/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 535500, кл. G 01 N 29/00, 1976 (прототип).