Измеритель времени распространения ультразвука Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества продукции в машиностроительной и др. отраслях промышленности. . Известен измеритель временных интервалов, содержащий генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, селектор, триггер, формирователь, стробимпульсбв и реги стратор 1. Недостатком известного устройства является низкая производительнос и достоверность измерений, так как теряется информация о полезном сигнале в нескольких периодах следования зондирующего импульса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измеритель времени распространения ультразвука содержащий последовательно соединен УЛЬТРАЗВУКА ные генератор зондирующих импульсов, преобразователь, приемно-усилительный тракт и селектор, триггер, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, блок вычитания, два интегратора, включенные параллельно между собой и подклю ченные ко входам блока вычитания, и регистратор Г2. Недостатком известного измерителя является низкая производительность измерений, так как не производится временной интервал всех эхо-импульсов в каждом такте зондирующего иМ пульса. Цель изобретения - повышение производительности измерений. Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен двумя схемами ИЛИ, выход каждой из которых соединен со входом интегратора, дешифратором, включенным между схемами ИЛИ и соединенным с вторым входом регистратора и выходом блока вычи39тания, блоком измерения времени, вкл ченным между триггером и регистратором, и распределителем импульсов, первый вход которого соединен с выходом триггера, второй выход - с выходом генератора зондирующих а выходы - со входами интеграторов, выход генератора зондирующих импульсов подключен к вторым входам схем ИЛИ, второй вход триггера соединен с выхо дом селектора, а выход - с третьим входом блока вычитания. Нафиг. 1 представ/Гена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - временные эпюры, поясняющие работу схемы. эпюры, поясняющие работу схемы. Измеритель времени распростране-, ния.. ультразвука содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, преобразователь 2, приемно-усилительный тракт 3 селектор k, триггер 5, вход которого соединен с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, блок 6 вычитания два интегратора 7 и 8, включенные параллельно между собой и подключенн ко входам блока 6 вычитания, регистратор 9 и две схемы ИЛИ, 10 и 11. Выход схемы ИЛИ 10 соединен со входо , интегратора 7, а выход схемы ИЛИ 11 со входом интегратора 8. Кроме того, измеритель содержит дешифратор 12, включенный между схемами ИЛИ 10 и 11, Ио соединенный со вторым входом регистратора 9 и выходом блока 6 вычитания, блок 13 измерения времени, включенный между триггером 5 и регистратором 9, и распределителем It импульсов, первый вход которого соединен с выходом триггера 5, второ вход - с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, а выходы - со вхо дами интеграторов 7 и 8. Выход генератора 1 подключен ко вторым входам схем ИЛИ 11 и 10, второй вход триггера 5 соединен с выходом селектора 4, а выход - с третьим входом бло .ка 6 вычитания. Измеритель времени распространения ультразвука работает следующим образом. Генератор 1 зондирующих импульсов возбуждает ультразвуковой преобразователь 2 импульсами 15 (фиг. 2) в моменты времени t, t,.и т.д. Многократно отраженные импульсы от донной грани изделияВ моменты времени t, tr, t-,, tg поступают в приемно-усилительны; ; тракт 3, а затем селектируются и- нормируются по амплитуде в селекторе 4. Такую же обработку прохо-, дят импульсы нерегулярной помехи, поступающие в приемно-усилительный тракт 3 в моменты времени t™, t и б tg и т.д. Импульсы 16 с выхода селектора k поступают на триггер 5, с выхода которого импульсы 17 поступают на вход блока 13 измерения времени. На выход блока 13 измерения времени последовательно поступает информация |в цифровом коде о длительности импульсов , затем инвертированного отрицательного импульса , импульсов t rj и t и т.д., при этом сброс блока 13 измерения времени производится автоматически очередным положительным или отрицательным фронтом импульсов 17. Распределитель 1 импульсов предназначен для того, чтобы подать очередной импульс 17 на тот интегратор 7 или 8, на котором в данный момент времени нет информации о предыдущем импульсе. Допустим, импульс длительности t., t поступает с выхода распределителем 1 импульсов на вход интегратора 7. Проинтегрированный импульс 18 поступает на блок 6 вычитания, в котором производится сравнение (в момент времени tQ) амплитуды этого импульса с сигналом, поступающим с выхода интегратора 8 на второй вход блока 6 вычитания. При положительной разности напряжения на выходе блока 6 вычитания, дешифратор 12 вырабатывает импульс 19, который через схему ИЛИ 11 осуществляет сброс интегратора 8. Последующий импульс 17 в интервале времени подается распределителем It импульсов на свободный от информации интегратор 8. Проинтегрированный за период импульс 20 сравнивается в момент прихода очередного фронта t2 по амплитуде с импульсом 18. Так как в данном случае разность напряжений импульсов имеет отрицательный знак, то на выходе дешифратора 12 вырабатывается импульс 21 , который осуществляет сброс интегратора 7 в исходное состояние через схему ИЛИ 10. Аналогичные процессы повторяются до тех пор, пока сравнению не подвергаются два импульса 18 и 20 с одинаковой амплитудой, соответствующие двум интервалам времени, имеющим максимальную, но равную длительность, которыми могут быть только периоды между полезными реве берационными импульсами, не подвергшиеся влиянию импульсных помех. В данном случае это интервал времен ty, t, информация о длительности которого сохраняется в интеграторе 7 до момента сравнения с интервалом tg(B момент времени tg). времени t Так как разность напряжений импульсов 18 и 20 равна нулю, дешифратор 12 вырабатывает импульс 22, который запускает регистратор 9. Запуск регистратора 9 совпадает с тем Моментом времени, когда на его вход поступает сигнал в цифровом коде с блока 13 измерения времени, пропорциональный длительности последнего импульса 17 (интервал ). Установка интеграторов 7 и 8 в исходное состояние производится пepeдни i фронтом зондирующего импульса через вторые входы схем ИЛИ 10 и 11. Этим же импульсом производится установка в исходное состояние триггера 5 и р пределителя Ц импульсов. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно повысить, производительность измерений за счет того, что производится полный временной анализ всей совокупности сигналовf поступающих в приемно-усилительный тракт в каждом интервале следования зондирующих импульсов. Формула изобретения, .Измеритель времени распространения ультразвука, содержащий последо 86 вательно соединенные генератор зон дирующих импульсов, преобразователь, приемно-усилительный тракт и селектор, триггер, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, блок вычитания, два интегратора, включенные параллельно между собой и подключенные к входам блока вычитания, и регистратор, о т лишающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, он снабжен двумя схемами ИЛИ, выход каждой из которых соединен с входом интегратора, дешифратором, включенным между схемами ИЛИ и соединенным с вторым входом регистратора и выходом блока вычитания, блоком измерения времени, включенным между триггером и регистратором, и распределителем импульсов, первый вход которого соединен с выходом триггера, второй вход - с выходом генератора зондирующих импульсов, а выходы - с входами интеграторов, выход генератора зондирующих импульсов подключен к вторым входам CXQM ИЛИ, второй вход триггера соединен с выходом селектора, а выход - с третьим входом блока вычитания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дефектоскопия, 197. № 6 116. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 28 6916/28, кл. G 01 N 29/Oif, 1979 (про- тотип)о

фуг. /