Устройство для ультразвукового контроля высокотемпературных сред Советский патент 1982 года по МПК G01N29/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕД Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров высокотемпературных газовых .потоков. По основному авт. св. № известно устройство для ультразвукового контроля высокотемпературных сред, содержащее два пьезопреобразователя, подключенных к блоку измерения, систему ввода пьезопрербразователей в исследуемую среду, амплитудный селектор и схему сравнения, причем оба пьезопреобразователя через амплитудный селектор и схему сра нения подключены ко входу системы ввода пьезопреобразователей в исследуемую среду и второму входу блока измерений f 1 J. Недостатком известного устройства является низкая точность контроля, так как не обеспечивается измерение из-за большого акустического шума. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство, снабжено последовательно соединенными схемой задержки, вход которой подключен к выходу блока измерений, первым селектором, первым детектором, первым блоком памяти, измерителем отношения и блоком сравнения, последовательнр соединенными инвертором, вход которого соединен с выходом схем задержки, вторым селектором, вторым детектором, вторым блоком памяти, выход которого подключен ко второму входу измерителя отношений, выход блока измерений соединен со входом блоков памяти, а третий вход его - с выходом блока сравнения. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит пьезопреобразователи 1 и 2, подключенные к блоку 3 измерения, систему k ввода пьезопреобразователей в исследуемую среду. амплитудный селектор 5 и схему 6 сравнения, причем оба пьезопреобразо вателя 1 и 2 через амплитудный селек тор 5 и схему 6 сравнения подключены ко входу системы i ввода пьезопреобразователей I и 2 и второму входу блока.3 измерений. Кроме того, устройство содержит последовательно сое диненные схему 7 задержки, вход кото рой подключен к выходу блока 3 измерений, первый селектор 8, первый детектор 9. первый блок 10 памяти, из меритель 11 отношений и блок 12 срав нения, последовательно соединенные инвертор 13. вход которого соединен с выходом схемы 7 задержки, второй селектор 14, второй детектор 15, вто рой блок 16 памяти, выход которого подключен ко второму входу измерителя 11 отношений. Выход блока 3 измерений соединен со входами блока 10 и 16 памяти, а третий его вход - с выходом блока 12 сравнения. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени на схе му 6 сравнения поступают два опорных напряжения DO U и сигнал с выхода этой схемы сбрасывает показания блока 3 измерения, а также включает сис тему ввода, при этом пьезопреобразователи 1 и 2 вводятся в.исследуемую высокотемпературную среду. Температура нагрева пьезопреобразователей 1 и 2 повышается, статический по тенциал на обкладках пьезопреобразователей 1 и 2 за счет пироэффекта во растает. Эти потенциалы подаются на входы амплитудного селектора 5, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное температуре на грева того пьезоэлемента, который больше нагрет. Когда напряжение на выходе схемы 6 сравнения станет равным опорному напряжению U, на выход этой схемы образуется нулевой потенциал, который прекращает работу блока. 3 измерения, а на систему k ввода подает команду вывода. В интервале времени между командами ввода и вывода блок 3 измерений вырабатывает сигналы, которые поступают на излучающий пьезопреобразователь 1 и затем принимаются приемным пьезопреобразователем 2. В блоке 3 измерения по времени прохожденияtfp акустического сигнала через среду вычисляется ее температура. ОдновреМен;но импульсы с выхода блока 3 измерения поступают на схему 7 задержки, в которой задерживаются на время и запускают первый селектор 8. На второй вход селектора 8 на фоне шумов поступают импульсы, прошедшие исследуемую среду и принятые пьезопреобразователем 2. На выходе селектора 8 выделяется принятый имПульс с временным сдвигом, относительно момента возбуждения пьезопреобразователя 1, равным tTg. Одновременно импульс с выхода схемы 7 задержки в инверторе 13 меняет свою полярность на противоположную и запускает второй селектор 1. При этом на выходе селектора 1 выделяется только шум, принятый пьезопреобразователем 2. Сигналы с выходов селекторов 8 и 1A в виде импульсов и шума, соответственно, поступают на детекторы 9 и выходах которых имеютместо напряжения, соответствующие амплитудам принятых сигнала и шума. Эти напряжения в блоках 10 и 16 памяти запоминаются, после чего поступают на измеритель 11 отношения, в котором измеряется отношение сигнала к шуму. Напряжение U с выхода измерителя 11 подается на вход блока 12 сравнения, в котором происходит сравнение поступающего напряжения с эталонным При выполнении условия а и на выходе блока 12 появляется напряжение с высоким уровнем. Это напряжение поступает на третий вход блока 3 измерения, в котором в данном случае происходит измерение времени прохождения ультразвуковой волны через исследуемую среду, а также вычисление необходимых ее параметров, например температуры. В случае U 11., напряжение на выходе блока 12 сравнения равно нулю, и в блоке 3 измерения вычисление не происходит. Таким образом, предложенное устройство позволяет автоматически измерять параметры сред с высокой точностью, поскольку измерения проводят только при превышении заранее заданного соотношения сигнал-шум. Формула изобретения Устройство для ультразвукового контроля высокотемпературных сред по авт. св. N° , отличаю щ е е с я тем, что, с целью повыше