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

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к неразрушакхцим методам контроля материалов и может быть использовано для измерения скорости ультразвука в материалах преимущественно в бетоне. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст ройство для измерения скорости ультра звука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучающий акус тический преобразователь, приемный акустический преобразователь и соедиHeHHbrii с ним усилитель, два пороговых блока, подключенные к выходу синхронизатора триггер длительности и блок запрета, а также преобразователь временного интервала в цифровой код ГП Недостаток устройства состоит в наличии систематической ошибки, связанной с конечной величиной порогового уровня порогового блока, что снижа ет точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенными к выходу усилителя последовательно соединенными ключом, пиковым детектором и функциональным преобразователем, выходы последнего соединены с опорными входами пороговых блоков, вторые входы которых подключены к усилителю через ключ, вторым триггером длительности, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, один из пороговых блоков подключен также к входу первого триггера длительности, а выходы триггеров длительности соединены с входами преобразователя временного интервала в цифровой код, а также последовательно соединенными усилителем-ограни чителем, инвертором, линией задержки и. схемой совпадений, включенными между усилителем и вторым входом блока запрета, выход которого соединен с управляющим входом ключа. а выход усилителя-ограничителя подключен ко второму входу схемы совпадений. На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры,поясняющие его работу. . Устройство содержит последователь но соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов и излучающий аку тический преобразователь 3, приемный акустический преобразователь и соединенный с ним усилитель 5, два пороговых блока 6 и 7 подключенные к выходу синхронизатора 1, триггер 8 длительности и блок 9 запрета, а так же преобразователь 10 временного ийте рвал а в цифровой код,, подключенные к выходу усилителя 5 последовательно соединенные ключ 11, пиковый детектор 12 и функциональный преобра,зователь 13, выходы последнего соеди нены с опорныкм входами пороговых блоков 6 и 7, вторые входы которых подключены к усилителю 5-через ключ 11 вторым триггером 1 длительности, входы которого соединены с вы ходами пороговых блоков 6 и 7, пороговый блок 7 подключен также к входу первого триггера 8 длительности, а выходы триггеров 8 и Ti длительности соединены с входами преобразов теля 10 временного интервала в цифровой код, а также последовательно соединенными усилителем-ограничителем 15, инвертором 16, линией 17 задержки и схемой 18 совпадений, включенными между усилителем 5 и вторым входом блока 9 запрета, выход которо го соединен с управляющим входом клю ча 11, а выход усилителя-ограничителя подключен к второму входу схемы 18 совпадений.

Устройство работает следующим образом.

С синхронизатора 1 периодическая последовательность импульсов поступает на запуск генератора 2 импульсов, триггер 8 длительности и блок 9 запрета. В материале с помощью акустического преобразователя возбуждаются ультразвуковые колебания, которые затем принимаются преобразователем k, поступают на входы ключа 11 и усилителя-ограничителя 15. С выхода последнего сигнал поступает на один вход схемы 18 совпадений, а через инвертор 1б и линию 8 задержки - на второй вход схемы 1.8 совпадений. На выхоФормула изобретения

Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучающий акустический преобразователь, приемный акустический преобразователь и соединенный с ним усилитель, два пороговых блока, подключенные к выходу синхронизатора, триггер длительности и блок запрета, а также преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено подключенде последней вырабатывается короткий импульс, совпадающий по времени с переходом кода импульса первого вступлений через нуль. Этот импульс сбрасывает блок 9 запрета, который, в свою очередь закрывает ключ 11. На выходе ключа 11 образуется периодическая последовательность импульсов первого вступления, поступающая на пиковый детектор 12 и входы пороговых блоков 6 и 7. С пикового детектора 12 напряжение постоянного тока,равное по величине амплитуде первого вступления А, поступает на функциональный преобразователь 13, с выходов которого на вторые входы пороговых блоков 6 и 7 поступают опорные напряжения U(j , и UQ(I k А. Пороговый блок 7, срабатывая по уров ню и.., сбрасывает триггер 8 длительности, образуя на его выходе импульс длительностью (T+At), поступающий на суммирующий вход преобразоватегя 10 временного интервала в цифро- . рой код. Одновременно с сбросом триг1гера 1А длительности, который сбрасывается пороговым блоком 6, срабатывающим по уровню LLj, на выходе триггера 1 образуется импульс длительностью ti, поступающий на вычитающий вход преобразователя 10 временных интервалов в цифровой код. На выходе преобразователя 10 образуется цифровой код, соответствующий импульсу, длительностью (И-л t - д trj). При известной форме импульса первого вступления можно рассчитать величины kf, при которых At &tq, в результате чего происходит снижение систематической погрешности измерений.

ными к вмходу усилителя последовательно соединенными ключом, пиковым детектором и функциональным преобразователем, выходы последнего соединены с опорными входами пороговых блоков, вторые входы которых подключены к усилителю через ключ, вторым триггером длительности, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, один из пороговых блоков подключен также к входу первого триггера длительности, а выходы триггеров длительности соединены с входами преобразователя временного интервала в цифровой код.

а также последовательно соединенными усиjwTeлем-ограничителем, инвертором линией задержки и схемой совпадений, включенными между усилителем и вторым входом блока запрета, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а выход усилителя-ограничителя подключен к второму входу схемы совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 610011, кл. Q01 Н 5/00, 197 (прототип).