Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний Советский патент 1983 года по МПК G01N29/00 

ду усилителя, формирователем сигнала автоматической регулировки усиления (А.Р.У.) вход которого подключен к выходу первого блока выделени ч перво го полупериода, а выход - к второму входу усилителя, и преобразователем амплитуда - время, вклюменным между вторым блоком выделения первого полу периода и преобразователем время код, первый вход второго блока выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора, а четвертый выход последнего соединен с вторыми входами блоков выделения первого полупериода. На чертеже лредставлена блок-схема измерителя. Измеритель содержит последователь но соединенные синхронизатор 1, излучающий преобразователь 2, первый приемный преобразователь 3 усилитель 4, первый блок 5 выделения первого полупери.ода и преобразователь 6 время -. код, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, второй приемный преобразователь 7 и второй блок 8 выделения первого полу периода, коммутатор 9} два входа кот рого подключены к приемнымпреобразователям 3 и 7, третий вход - к вто рому выходу синхронизатора 1, а выхо к первому входу усилителя t, формирователь 10 сигнала автоматической регулировки усиления (АаР,У,) вход которого подключен к в,ыходу первого блока 5 выделения первого полупериода, а выход - к второму-входу усилителя , и преобразователь П амплитуда - время, включенный между вторым блоком 8 выделения первого полупериода и преобразователем 6 время - код. Первый вход второго блока 8 выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора 1, а четвертый выход синхронизатора 1 соединен с вторыми-, входами блоков 5 и 8 выделения первого полупериода. Формирователь 10 сигнала автоматической регулировки усиления (А.Р.У выполнен в виде последовательно соединенных амплитудных детектора 12 и усилителя 13, Преобразователь 11 амплитуда - время выполнен в виде последовательно соединенных амплитудных детектора 1 и преобразователя 15 напряжение - частота. Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний работает следующим образом. Синхронизатер 1 возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно запускает преобразователь 6 время - код. Ультразвуковые колебания, распространяясь в исследуемом образце 16, достигают приемных преобразователей 3 и 7, которые преобразуют их в электрические сигналы, отличающиеся по амплитуде и по временному сдвигу первой полуволны относительно запускающих импульсов из-за различного расстояния до излучающего преобразователя 2. Коммутатор Э управляемый синхронизатором 1, подает на вход усилителя 4 поочередно сигналы с выхо- . дов приемных пьезсэтреобразователей 3 И7. С выхода усилителя усиленные сигналы поступают на блоки 5 и 8 выделения первых полупериодов, управляемые сигналами синхронизатора ,, блок 5 пропускает на выход только импульсы первых полупериодов, преобразованных приемным пьезопреобразователем 3j аналогично блок 8 - импульсы первых полупериодов, преобразованных приемным преобразовате- лем 7. С выхода блока 5 импульсные сигналы поступают на вход амплитудного детектора 12, преобразующего их в постоянное напряжение, уровень которого пропорционален амплитудам импульсов первых лолупериодов. Постоянное напряжение поступает на вход усилителя 13, с выхода которого усиленный сигнал поступает на управляющий вход усилителя и изменяего его коэффициент усиления так, чтобы поддерживать амплитуду импульсов на вь1ходе блока 5 постоянной. Импульсы с выхода блока ,5 выделения первого полупериода поступают на вход преобразователя 6 время-код. В режиме измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний преобразователь 6 время - код измеряет интервал времени между запускающими импульсами, поступающими на вход преобразователя 6 время - код с выхода синхронизатора Ь и импульсами с выхода блока 5 выделения первого полупериода. По измеренному значению временного интервала может быть вычислена скорость распространения ультразвук вых колебаний: Уг-Ь., 1 где V - скорость распространения ультразвуковых колебаний} Т - интервал времени; L - расстояние от излучающего пьезопрёобразователя 2 до приемного пьезопреобразова теля 3. Импульсные сигналы с выхода блок 8 поступают на вход амплитудного де тектора If, преобразующего их в постоянное напряжение, пропорци.ональное амплитудам импульсов первых полупериодов. Постоянное напряжение с выхода амплитудного детектора It по ступает на вход преобразователя 15 напряжение - частота, с выхода кото рого периодический сигнал с частото F поступает на вход преобразователя 6. По измеренному:значению частоты может быть вычислен коэффициент затухания ультразвуковых колебаний . 0 где oi - коэффициент затухания ультразвуковых колебаний расстояние от излучающего пьезопрёобразователя 2 до приемного пьезопрёобразователя Зг расстояние от излучающего пьезопреобра.зователя 2 до приемного пьезопрёобразова теля 7i уровень постоянного напряжения на выходе амплитудног детектора уровень постоянного напряже ния на выходе амплитудного детектора 12. Так как U2 const, а , где F - частота периодического сигнала на выходе пьезопрёобразователя 15 на пряжение - частота, то и К20Пр где К и К 2 - постоянные коэффициен Изобретение позволяет повысить т ность и производительность измерени так как обеспечивает постоянство амплитуд импульсов первых полупериодов за счет автоматической регулировки коэффициента усиления усилителя k а также представление результатов измерений затухания ультразвука:в цифро вой форме. Формула изобретения Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразву--ковых колебаний, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, излучающий преобразователь,первый при-( емный преобразователь, усилитель, первый блок выделения первого полупериода и преобразователь время - код, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй приемный преобразователь и второй блок выделения первого полупериода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен коммутатором, два входа которого подключены к приемным преобразователям, третий вход - к второму выходу синхронизатора, а выход - к первому входу усилителя, формирователем сигнала автоматической регулировки усиления, вход которого подключен к выходу первого блока выделения первого полупериода, а выход -к второму входу усилителя, и преобразователем Амплитуда - время, включенным между вторым блоком выделения первого полупериода и преобразователем время - код, первый вход второго блока выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора, а четвертый выход последнего соединен с вторыми входами блоков выделения первого полупериода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № , кл« G 01. N 29/ОЛ), 197. 2.Авторское свидетельство СССР Я 211133, кл. G 01 N , 1966 (прототип).