Устройство для измерения времени распространения ультразвука Советский патент 1982 года по МПК G01H5/00 G01N29/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к контроль измерительной технике ультразвуковы методом и может .быть использовано для контроля изделий в машиностроительной и других отраслях промышленности. Известно устройство для измерени времени распространения ультразву ка, содержащее синхронизатор, генератор импульсов, излучающий и приемный акустические преобразователи, усилитель, пороговые устройства, триггер длительности, генератор.запретных импульсов, схему антисовпадений и преобразователь временнбго интервала в код СПНедостатком известного устройства является низкая точность измерений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения времени распространения ультразвука, содержащее прсле довательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и триггер, втог рой о-ход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, и последовательно соединенные генератор опорной частоты,селектор и счетчик 2. Недостатком известного устройстда является низкая точность измерений обусловленная задержкой распространения ультразвука в .контактных слоях смазки. Цель изобретения - повышение точности измерений времени распространения ультразвука. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно сЬединенными приемно-излучающим преобразователем, подключенным к выходу генератора зондирующих импульсов, схемой совпадения, второй вход которой соедине.н с третьим выходом синхронизатора, генератоpa эталонного напряжения, схемой сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совгюдения, формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды, преобразователем амплитуда-длительность, выход которого соединен с вторым входом селекторами преобразователем длительность-амплитуда,включенным триггером и ограничителем амплитуды. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства, Устройство для измерения времени распространения ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3 излучающий и приемный преобразователь 4,усилитель 5 и триггер б, второй вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора 1, последовательно соединенные генератор опорной частоты, селектор 8 и счетчик 9 последовательно соединенные приемно-излучающий преобразователь 10, подключенный к выходу генератор 2 зондирующих импульсов, схему 11 с падения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора 1, генератор 12 эталонного напряжения, схему 13 сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы 11 совпадения, формирователь Н корректирующего напряжения, второй вход которого соединен, с выходо приемного преобразователя k, ограничитель 15 амплитуды, преобразователь 1б амплитуда-длительность. Выход которого соединен со вторым вхо дом селектора 8,и преобразователь 17 длительность-амплитуда, включенный между триггером 6 и ограничителем 1 амплитуды. Устройство работает следующим об разом. Генератор 2 зондирующих импульсо запускаясь импульсами с выхода синхронизатора I , возбуждает излучающий преобразователь 3 и приемно-излучающий дополнительный преобразова тель 10. Частота., излучающего л еобразователя 3 выбирается такой, чтобы обеспечить измерение времени рас пространения ультразвука в контролируемом изделии. Частота собственных колебаний прйемно-излучающего преобразователя 10 выбирается такой, чтобы обеспечить распространение ультразвука в среде, окружающей изделие. Приемно-излучающий преобразователь 10 устанавливается над поверхностью изделия так, чтобы его акустическая ось была нормальна к поверхности изделия. Ультразвуковой импульс, воспринимаемый приемным преобразователем , усиливается в усилителе 5 и осуществляет сброс триггера 6, запуск которого производится импульсом со второго выхода синхронизатора 1. Триггер 6 формирует интервал времени, пропорциональный суммарному времени распространения ультразвука в контактных слоях и материале изделия. Импульсы, возбуждаемые п|эеобразователем 10, воспринимаются им после отражения от поверхности изделия. Изменение шероховатости поверхности приводит к изменению амплитуды воспринимаемых импул сов. Эти импульсы селектируются с помощью схемы 11 совпадения. В режиме настройки производится калибровка генератора 12 эталонного напряжения по эталонным поверхностям. D рабочем режиме в схеме 13 сравнения производится сравнение амплитуд импульсов, поступающих от генератора 12 эталонного напряжения и от прйемно-излучающего преобразователя 10. На выходе схемы 13 сравнения формируется напряжение, пропорциональное величине шероховатвсти поверхности изделия. Это напряжение подается на формирователь 14 корректирующего напряжения, переходная характеристика которого позволяет в зависимости от частоты ультразвуковых колебаний формировать напряжение, пропорциональное времени задержки ультразвука в контактных слоях. Импульсы с триггера 6, несущие информацию о полном времени распространении ультразвука, поступают на преобразователь 17 длительность-амплитуда, на выходе которого формируется напряжение, амплитуда которого пропорциональна длительности входного импульса. На ограничитель 15 амплитуды производится ограничение напряжения с выхода преобразователя 17 длительность-амплитуда на величину сигнала с выхода формирователя 14 корректирующего напряжения. Импульсы с ; выхода ограничителя 13 амплитуды. несущие информацию только о времен распространения yльтpaзвyka в изде лии, поступают на преобразователь 16 амплитуда-длительность. С выхода преобразователя 16 амплитудадлительность импульсы поступают на селектор 8, за время длительности которых на счетчик 9 подаются импу сы эталонной частоты с генератора опорной частоты. Таким образом, предлагаемое уст ройство позволяет повысить томност измерения времени распространения ультразвука путем автоматической коррекции результатов измерений с учетом задер : ки в контактных слоях смазки и может быть использовано д измерений времени при деформации и делий . Формула изобретения Устройство для измерения времен распространения ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор генератор зондирующих импульсов, излучаюи1ий и при ный преобразователи, усилитель и триггер, второй вход которого соединен с вторым выходом синхрониза46тора, и последовательно соединенные генератор опорной частоты, селектор и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений,оно снабжено последовательно соединенными приемноизлучающим преобразователем, Подключенным к выходу генератора зондирующих импульсов, схемой совпадения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора, генератора эталонного напряжения, схемой сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения, формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды, преобразователем амплитуда-длителькость, выход которого соединен с вторым входом селектора, и преобразователем длительность-амплитуда,включенным между триггером и ограничителем амплитуды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № t02734, кл. G 01 N 29/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 317968, кл. G 01 N 29/00, 1970 (прототип).