Ультразвуковое устройство для контроля качества железобетонных конструкций Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля ультра-звуковым методом и может быть использовано для контроля качества железобетонных конструкций путем оценки сцепления поверхности анкера с бетоном.

Известно ультразвуковое устройство для контроля поверхности анкера с бетоном, содержащее дефектоскоп и анализатор спектров 1.

Недостатком данного устройства является низкая точность контроля. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для контроля качества железобетоннных конструкций, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, анализатор спектра, блок выделения огибающей спектра и аналого-цифровой преобразователь последовательно соединенные дифференцирующий блок, вход которого подключен к выходу анализатора спектра, генератор импульсов, первый генератор кода и первичный вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобраЭователя, счетчик, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные второй генератор кода, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, и второй вычислительный блок, включенные между вторым вычислительным блоком и усилителем, последовательно соединенные измеритель време10ни и дифровой преобразователь, а также триггер; третьи входы вычислительных блоков подключены к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с четвертым

15 входом первого вычислительного 2.

Недостатком данного устройства является низкая производительность контроля, так как требуется дополни20тельная математическая обработка сигналов.

Целью изобретения является повышение производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем,

25 что устройство снабжеи р делителем импульсов, включенным между генератором зондирующих импульсов и триггером, схемой Hj включенной между выходом генератора зоидируквдих им30пульсов и измерителем времени и подключенной к первому выходу триггера, последовательно соединенными третьим генератором кода и схемой ИЛИ, выход которой подключен ко второму входу счетчика, два входа - к выходам вычислительных блоков; вход третьего генератора кода, вторые выходы триггера и делителя импульсов подключены к выходу генератора импульсов, второ выход, которого соединен с третьим входом счетчика, а второй выход триг гера подключен к четвертому входу второго вычислительного блока. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит последователь но соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, преобразователь 2, усилитель 3, анализатор 4 спектра, блок 5 выделения огибающей и-аналого цифровой преобразователь б, последовательно соединенные дифференцирующий блок 7, вход которого подключен к выходу анализатора 4 спектра, гене ратор 8 импульсов, первый генератор 9 кода и первый вычислительный блок 10, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя б, счетчик 11, первый вход которого соединен с выходом генератора 8 импульсов, последовательно соединенные второй генератор 12 кода вход которого соединен с выходом генератооа 8 импульсов, и второй вычис лительный блок 13, включенные между вторым вычислительным блоком 13 и усилителем 3, последовательно соединенные измеритель 14 времени и цифровой преобразователь 15, а.также триггер 16; третьи входы вычислитель ных блоков 10 и 13 подключены к первому выходу генератора 8 импульсов, второй выход которого соединен с чет вертым входом первого вычислительного блока 10; делитель 17 импульсов, включенный между генератором 1 зондирующих импульсов и триггером 16; схему И 18, включенную между выходом генератора 1 и измерителем 14 времени и подключенную к первому выходу триггера 16; последовательно соединенные третий генератор 19 кода и сх му ИЛИ 20, выход которой подключен ко второму входу счетчика 11, два входа -к выходам вычислительных бло ков 10 и 13; вход третьего генератора 19 кода, вторые входы триггера 16 и делителя 17 импульсов подключены к выходу генератора 8 импульсов, второй выход которого соединен с тр тьим входом счетчика 11, а второй выход триггера 16 подключен к четвер тому входу второго вычислительного блока 13. , Устройство работает следующим об разом. Генератор зондирующих импульсов вырабатывает короткие электрические импульсы, которые с помощью преобр ователя 2 преобразуются в импульсы пругих колебаний и вводятся в открытый торец забетонированного анкера. траженные от забетонированного тора анкера импульсы упругих волн с поощью преобразователя 2 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются в усилителе 3 и подвергаются спектральному анализу в анаизаторе 4 спектра. Сигнал с выхода анализатора 4 поступает на вход 5 выделения огибающей, осуществляющего выделение огибающейэтого сигнала. На выходе блока 5 выделения огибакшей появляется аналоговый сигнал, повторянадий по спектр принятого сигнала. С помощью аналого-цифрового преобразователя 6 это медленно изменяющееся напряжение аналогового сигнала преобразуется в последовательности, число импульсов в которых за один рабочий цикл анализатора 4 спектра пропорционально площади спектра эхо-импульса. Эти последовательности импульсов поступают на вход первого регистра первого вычислительного блока 10. В анализаторе спектров происходит автоматическая перестройка частоты. Со второго выхода анализатора 4 выходное напряжение развертки через дифференцирующий блок 7 подается на вход генератора 8 импульсов. Первый импульс, соответствующий началу рабочего цикла анализатора 4, переводит генератор 8 в состояние О. На входы первого, второго и третьего генераторов 9, 12 и 19 кода, вход Сброс счетчика 11, входы Запись первого и бторого вычислительных блоков 10 и 13, а также навход делителя 17 импульустановкисов и вход установки триггера 16 поступает командный импульс. Генераторы 9, 12 и 19 кода вырабатывают последовательности импульсов, представляющие собой масштабные коэффициенты, вычислительные блоки 10 и 13 начинают запись поступающей информации в соответствуиицие регистры, в счетчике 11 происходит сброс предыдущих показаний, и начинается накопление числа импульсов, поступающих через схему ИЛИ 20 от третьего генератора 19 кода. Делитель 17 импульсов устанавливается в исходное состояние и начинает счет импульсов, поступающих в него с выхода генератора ,зондирукедих импульсов. Триггер 16 устанавливается в состояние , в результате чего схема И 18 начинает беспрепятственно пропускать на первый вход измерителя 14 времени импульсы ; следующие с выхода генератора 1 . Каждый импульс, поступивший с выхода схе№з1 И 18 на первьш вход измерителя 14, осуществляет его запуск. а передним фронтом сигнала, появляю щегося на втором выходе усилителя 3 производится останов измерителя 14 времени. в {эезультате на вход цифро вого преобразователя 15 поступают им пульсы, длительность которых равна времени, распространения эхо-импульса IB анкере. Преобразователь 15 преобра зует их в последовательности счетных импульсов, которые подаются на вход вторюро информационного регистра вто рого вычислительного блока 13. В момент поступления N-oro иМпуль са, где N - коэффициент деления, с выхода генератора 1 делитель 17 импульсов вырабатывает импульс, которым триггер 16 переводится в уставов . В результате схема И 18 запирается, и на вход измерителя 17 перестают поступать импульсы запуска. Во втором регистре второго вычис лительного блока 13 накапливается число, пропорциональное времени распространения эхо-импульса в анкере, числу циклов изменения N, выраженное в единицам периода следования счетных импульсов преобразователя 15. Таким образом, в регистрах второг вычислительного блока 13 накапливает ся информация о коде и времени распространения эхо-импульса В момент ус тановки триггера 16 в состояние с-его выхода & на вход вычислительно го блока и поступает командный импульс. Вычислительный блок 13 начинает перемножать содержимое регистров. Результат перемножения в виде последовательности импульсов поступает через схему ИЛИ 20 в счетчик 11, где суммируется с ранее записанной константой, поступившей от третьего генератора 19 кода. Команда Пуск -для первого вычислительного блока 10 поступает со второго выхода генератора 8 в момент начала второго рабочего цикла анализатора 4. Результат перемножения содержимого регистров вычислительного блока 10 через схему ИЛИ 20 добавляется к ранее записанному в счетчике 11 числу. Этот же импульс отключает схему гашения табло и индикатора счетчика 11. На индикаторе счетчика 11 появляется число, характеризукяцее качество сцепллния поверхности анкера с бетоном в выбранных единицах, измерения. Это число отображается иа индикаторном табло счетчика 11 в течение всего рабочего цикла анализатора 4. Коэффициент N деления делителя 1 импульсов выбирается таким образом, чтобы операции измерения времени рас пространения эхо-импульса и перемнржения содержимого регистров второго вычислительного блока 13 завершались до окончания рабочего цикла анализатора 4. Это исключает вероятность одновременного поступления импульсов на входы схемы ИЛИ 20, а следовательно, и просчет отдельных импульсов. С началом третьего цикла работы анализатора 4 импульс с выхода дифференцирующего блока 7 поступает на вход генератора 8 импульсов и переводит последний в первоначальное состояние. В результате измерения потенциала на втором выходе ге;ератора 8 включается схема ггииения мнди- . каторного табло счетчика 11 импульсом, появляющимся на первом выходе генератора 8, осуществляется перевод всего устройства в исходное состояние j и цикл измерений повторяется в изложенной выше последовательности. Использование изобретения позволяет повысить точность Иоперативность контроля сцепления поверхности анкера с бетоном за счет автоматической обработки сигналов и исключения . вспомогательных операций обработки результатов измерени,й. Формула изобретений Ультразвуковое устройство для контроля качества железобетонных конструкций , содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, ан-ализатор спектра, блок выделения огибающей и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные дифференцирующий блок, вход которого подключен к выходу анализатора спектра, генератор импульсов, первый генератор кода и первый вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, счетчик первый, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные второй генератор кода, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, и второй вычислительный блок, включенные между вторым вычислительным блоком и усилителем, последовательно соединенные измеритель времени и цифровой преобразователь, а также триггер; третьи входы вычислительных блоков подключены к . первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен.с четвертым входом первого вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено делителем импульсов, включенным между генератором зондирующих импульсов и триггером; схемой И, включенной между выходом генератора зондирующих импульсов и измерителем времени и подключенной к первому выходу триггера; последовательно соединенными ретьим генератором кода и схемой ИЛИ, вь1ход которой подключен ко второму входу счетчика, два входа - к выходам вычислительных блоков; вход третьего генератора кода, вторые входн триггера и делителя импульсов подключены к выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с третьим входом счетчика, а второй выход триггера подключен к четвертому входу второго вычислительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 399799, кл. G 01 N 29/00, 1971,

2.Авторское свидетельство СССР по заявке I 2698945/28,

кл. G 01 N 29/04, 1978 (прототип).