Устройство для определения прочности бетона Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям свойств материалов с помощью ультразвука и может быть использовано для контроля качества продукции заводов железобетонных изделий и эксплуатационного контроля возведенных сооружений. Известно ультразвуковое импульсно устройство для контроля бетона, содержащее задающий генератор, генератор зондирующих импульсов, усилитель , детектор, блок ждущей развертки, каскад совпадений, регистратор и приемно-передающий преобразователь 1 . Недостаток устройства - низкая точность измерений. Наиболее близким по. технической сущности к предлагаемому является ус тройство, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель формирователь, триггер второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, измерительный канал, включающий Последовательно соединенные схему И, первый вход которой является первым входом измерительного канала, счетчик и индикатор, а также генератор счетных импульсов, выход которого через второй вход измерительного канала соединен с вторым входом схемы И 2. Однако устройство обладает низкой точностью определения прочно.сти, обусловленной недостаточно полным использованием информации, содержащейся в принятом сигнале, и, в частности, потерей информации о свойствах контролируемой среды, содерйсащейся в изменении спектрального состава зондирующих импульсов, выражающейся в изменении их среднего периода. Цель изобретения - повышение точности контроля путем использования информации содержащейся в средних периодах прошедшего сигнала. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными второй схемой И, первьой вход которой подключен к формирователю, а второй - к второму выходу триггера, вторым счетчиком, вторым триггером, второй вход котррого соединен с вторым выходом первого триггера и вторым измерительн.ш1 каналом, аналогичным первому. второй вход которого соединен -с выхо дом генератора счетных импульсов. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство, состоит из последовательно соединенного-синхронизатора генератора 2 зондирующих импульсов, излучающего и приемного преобразователей 3 и 4, установленных на границах оны контроля изделия 5, усилите ля б, формирователя 7, триггера 8, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора и измерительного канала 9, включающего последовательно соединенные схему И10, первый вход которой является первым входом измерительно о канала 9, счетчик 11 импульсов и индикатор 12 времени рас пространения импульсов в изделии, а такжегенератора 13 счетных импуЛьс выход .которого через второй вход измерительного канала 9 соединен со вторым входом схемы И1О. Кроме того устройство содержит последовательно соединенные .вторую схему И14, первый вход, которой подключен к формирователю. 7, а второй - к второму выходу триггера 8, второй Ь.четчик 15 второй триггер; 16, второй вход котор го соединен со вторым выходом триггера 8 и измерительHbiiyi каналом 17 средней длительности прлупериодов принятого сигнала, выполненным аналогично первому, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 счетных импульсов. Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает коро кие периодически следующие импульсы синхронизации, которые запускают генератор 2 зондирующих импульсов, устанавливая триггер 8 в . Выходные сигналы генератора 2 излучающим преобразователем 3 преобразуютс в широкополосные ультразвуковые импульсы и вводятся в контролируемое изделие 5. В результате взаимодейст вия со средой прошедшие зону контро ля импульсы имеют задержку во време относительно момента посылки, а такн измененный спектральный состав, что выражается в измерении их среднего периода. Принятые преобразователем импульсы преобразуются в электричес кие сигналы, усиливаются усилителем 6 и подаются на вход формирователя в котором осуществляется их дискриминация по моментам перехода сигнала через нулевое значение. В эти мо менты на выходе.формирователя 7 появляются короткие электрические импульсы, которые одновременно поступают на вход схемы И14 и вход О установки триггера 8. Поскольку в момент посылки зондирующего импульса триггер 8 по входу 1 установки синхроимпульсом синхронизатора 1 установлен в единичное со.стояние, то с его выхода Q до момента прихода первого импульса с формирователя 7 на первый вход измерительного канала 9 подается сигнал единичного уровня. Поэтому схема И10 измерительного канала 9 пропускает счетные импульсы генератора 13 на вход счетчика 11. В момент прихода сигнала в точку приема на выходе формирователя 7 вырабатывается импульс, возвращающий триггер 7 в нулевое состояние, поэтому схема И10 измерительного канала 9 запирается, и накопление счетных импульсов в счетчик 11 прекращается. Результат счета представляется на индикаторе 12. При соответствующем выборе частоты следования выходных импульсов генератора 13 результат счета соответствует времени распространения ультразвукового импульса в зоне контроля, с В момент возвращения триггера 8 в нулевое состояние на его втором выходе Q появляется единичный потенциал, который открывает схему И14 и устанавливает триггер 16 в единичное состояние, измерительный канал 17 начинает накапливать счетные импульсы генератора 13. Через схему И14 на вход счетчика 15 начинают поступать выходные импульсы формирователя 7. Как только на вход счетчика 15 поступит заданное число импульсов, на его ВЕДходе появляется импульс, который преводит триггер 16 в нулевое состояние, измерительный канал 17 прекращает накопление счетных импульсов. При соответствующем, выборе частоты следования выходных импульсов генератора 13 представляемый индикатором измерительного канала 17, результат счета соответствует длительности заданного числа полупериодов принятого сигнала. Таким образом, устройство позволяет измерить время распространения и длительность заданного числа полупериодов ультразвуковых колебаний, зарегистрированных приемным преобразователем. При известной базе прозвучивания по этим данньдм можно определить скорость распространения ультразвука в образце и с помощью уравнения регрессии + ЬдТ + адсдТ + PQ , где ; (з ; a,b,d - коэффициенты регрессии, индекс О относится к номинальным значениям величины С и Т, получить значение прочности материала. Конкретные значения величины CQ, TO, РО, а , Ь, с находя перед проведением производственного контроля путем обработки методами математической статистики результатов проэвучивания с помощью конкретных излучателя и приемника серии образцов, принятых за эталонные для контролируемого изделия., ,предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля за счет более полного использования информации, содержащейся в принятомсигнале, повышения точности измерения -параметров сигнала-сгсорости распространения ультразвука и длительности среднего периода принимаемых импульсов.

Формула изобретения

Устройство для (Определения прочности бетона, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи,/усилитель , формирователь, триггер, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, и измерительный канал, включающий последовательно соединенные схему И, первый вход которой является первьо входом измерительного канала, счетчик и индикатор, а также генератор счетных импульсов, выход которого через второй вход измерительного канала :;оединен с вторьм входом схемы И, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными второй схемой И, первый вход которой подключен к формирователю, а второй - к вторсму входу триггера, вторым счетчиком, вторым триггером, второй вхол которого соединен со вторым первого триггера и вторым измерительным каналом, аналогичным первому, второй вход которого Соединен с выходом генератора счетных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР t 270318, кл. G 01 N 29/04, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР № 600436 кл. G 01 N 29/04, 1978 (прототип).