Устройство для измерения скорости ультразвука Советский патент 1982 года по МПК G01H5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

I

Изобретение относится к измерительной технике и применяется для измерений акустических характеристик различных материалов.

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор селектирующих импульсов, регистратор и последовательно включенные синхронизатор, генератор возбуждающих им пульсов, излучающий преобразователь,, акустически связываемый через исследуемый материал с приемным преобразователем, усилитель, временной селектор, второй вход которого соединен с выходом генератора селектирующих импульсов, вкод которого и вход регистратора соединены с выходом синхронизатора, а выход временного селектора - с дополнительным входом регистратора 1 .

Недостатком известного устройства является нев| 1сокая точность измерения, из-за ограничения спектра сигналов и из менения затухания В исследуемом материале под влиянием вншшшх факторов. УЛЬТРАЗВУКА

Цель изЪбретения - повыщение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком автоматической установки урои1я спектральных составЛ5псяцих сигнала, состоящим из сумматора и параллельно соединенных каналов, каждый из ко1орых последовательно включенные узкополосные фильтры, усилители с регулируемым коэффициентом усиtoления, детекторы и усилители постоянного тока, выходы которых и выход сумматора соединеты с регистратором, входы сумматора соединены е выходами усилителей с регулируемым коэффициайтом уси15ления, управляющие входы которых соединены с выходами усилителей постепенного тока, а входы узкополосньос фильтров с выходом BpeMeiraoro селектора.

На чертеже приггедена блок-схема ус20тройства для скорости ультра звука.

Устройство содержит генератор 1 селектирующих импульсов, регистратор 2 и последовательно включенные синхронизатор 3, генератор 4 возбуждающих импуль сов, излучающий преобразователь 5, акус тически связываемый через исследуемый материал 6 с приемным преобразователе 7, усилитель 8, временной селектор 9, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 селектирующих импульсов, вход которого и вход регистратора 2 сое динены с выходом синхронизатора 3. Устройство снабжено блоком Ю автоматической установки уровня спектраль ных составляющих сигнала, состоящим из сумматора 11 и .параллельно соединенных каналов, каждый из которых со держит последовательно включенные узкополосные фильтры 12 и 13, усилители 14 и 15 с регулируемым коэффициенто усш1е1шя, детекторы 16 и 17, усилители 18 и 19 постоянного тока, выходы которых и выход сумматора соединены с регистратором 2, входы сумматора 11 соединены с выходами усилителей 14 и 15 с регулируемым коэффициентом уси ления, управляющие входы которых соединены с выходами усилителей 18 и 19 постоянного тока, а входы узкополосных фильтров 12 и 13 - с выходом временн го селектора 9. Устройство работает следующим образом. Видеоимпульсы с синхронизатора 3 запускают генераторы 1 и 4 селектирующих импульсов, а также поступают в регистратор 2. С выхода генератора 4 возбуждающих импульсов радиоимпульс поступает на излучающий преобразователь 5 и через исследуемый материал 6 на приемный преобразователь 7, с кото- poio электрический сигнал, представляющий собой серию радиоимпульсов, соответствующих последоватещ ным отражениям акустического сигнала в исследуемом материале 6, после усиления в усилителе 8 поступает на щ)еменной сеяектор 9, на второй вход которого с выхода генератора 1 селектирующих импульсов поступает селектирующий импульс, С выхода селектора 9 радиоимпульс, соответствующий какому-либо отражению акустического сигнала, поступает на узкопслосные фильтры 12 и 13 блока Ю автоматической установки уровня спектральных составляющих сигнала. Количество фильтров 12 и 13 выбирают таким образом, чтобы они полностью перекрывали полосу частот поступающего на них сигнала. Полосу пропускания фильтров выбирают, исходя из допустимой величины погрешности измерений. С выходов фильтров 12 и 13 сигналы подаются на усилители 15 и 14 с регулируемым коэффициентом усиления, а с их выхода - на детекторы 16 и 17 и сумматор 11. Постоянная срставляющая напряжения, выделяемая после детекторов 16 и 17, усиливается в усилителях 18 и 19 постоянного тока и подается на регулйфуюшие входы усилителей 14 и 15. Таким образом, на выходе кажаого усилителя 14 и 15 получаем постоянное заданное значение амплитуды отдельной спектральной составляющей сигнала, не зависящее от амплитуды сигналов, подаваемых на входы усилителей 14 и 15. На выходе сумматора 11 после суммирования всех спектральных составляющих получаем первоначальный сигнал, но с постоянными величинами спектральных составляющих. Этот сигнал поступает в регистратор 2 и используется для измерения скорости распространения ультразвука. С выходов усилителей 18 и 19 напряжения также поступают в регистратор 2, где они могут быть использс ны для установки необходимого уровня отдельных спектральных составляющих сигнала или для perистрахпга измерений их затухания в исследуемом материале. Таким образом, в предлагаемом устройстве в регистраторе используется электрический сигнал, поступающий с выхода сумматора 11 и имекшшй постоянные амплитудаые и спектральные характеристики, что создает значительное повышение точности измерений по сравнению с имеющимися устройствами. Кроме того, автоматическая установка aмплитyjpi спектральных срставляюишх сигнала позволяет с высокой точностью измерять текущие значения скорости ультразвука в материалах, в которшх коэффициент затухания исяденяется во емени. Формула изобретения Устройство, для измерения скорости упьтразЕуиа, содержащее генератор селектриукадих импульсов, регистратор и п6следоввтевхьно включенные синхронизатор воёбуждакпцих импульсов, излучающий прео6 разо ватепь, акустически связываемый через исследуемый материал с приемным тфеобразоватепем, усилитель, временной селектор, второй вход которого соедашен с выходом генератора сепектйрукяпхх. импульсов, вход которого и вход региетрач-ора соединены с выходом синхронизатора, отпича.ющееся тем; что, с цепью повьпиения точности измерения, оно снабжено блоком автоматической установки уровня спектральных составп5ао1цих сигнала, состоящим из сумматора, и параллельно соединенных каналов, К вкдый из которых содержит послеГдЬвательно включенные узконолосные фильтры, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, детекторы и усилители посто явного , выходы которых и выход сум- 4атора соедийены с регистратором, исодал 92 6 тгумматора соединены с выходами усилнтепей с.регулируемым коэффициентом усиления, управляющие входы которых соед1гаены с выходами усилителей постоянного тока, а, входы узкополосных фильтров - с выходом временного селектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе : 1. Максимов В. Н. Импульсно-фазовай установка с улучшенной компенсацией сигналов для измерения скорости ультразвуковых волн. - Сб. Дальневосточный : акустический сборник, вып. 2, ВйадивоЫ ток 1976, с. 1ОЭ-111 (прототип).