Устройство для измерения амплитуды ультразвуковых импульсных сигналов

Устройство для измерения амплитуды ультразвуковых импульсных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЗШТУда УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержсццее последовательно .соединенные электроакустический пре -образователь, усилитель, компаратор счетчик импульсов и цифроанешоговый .преобразователь, последовательно coef дийенные амплитудный детектор и линию .задержки, выход которой соединен со вторым входом счетчика импульсов, а вход амплитудного детектора - с вы ходом компаратора, и регистратор, ,отл ич ающе вся тем, что., с целью повышения разрешающей способности , оно снабжено фильтром, включенным между усилителем и компаратором, триггером и коммутатором, выход которого соединен с входом регистратора, вход - с выходом счетчика импульсов, вход триггера соединен с выходом амплитудного детектора, второй вход триггера - с выходом линии задержки, . ;а выход триггера - с входом линии 1 задержки и вторыми входами фильтра и коммутатора, а выход цифроаналогового преобразователя соединен совто-§ рым входом компаратора. (Л

„„SU„„1040407 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) . С, 01 Й 29/04

/ъ ,Ь (1 у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - -- :-, :..,;;/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21 ) 3416907/- 5-28 (22) 02.04.82 (46) 07.09.83. Бюл.933 (72) .Н.П. Бирюкова, A.Е. Гуров и В.И. Карпов (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 606129, кл. G 01 М 29/04, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИМПУЛЬСНЫХ .;

СИГНАЛОВ, содержашее последовательно соединенные электроакустический пре . образователь, усилитель, компаратор : счетчик импульсов и цифроаналоговый

:преобразователь, последовательно сое диненные.амплитудный детектор и линию ,задержки, выход которой соединен со вторым входом счетчика импульсов, а вход амплитудного детектора — с выходом компаратора, и регистратор, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что,, с целью повышения разрешаюшей способности, оно снабжено фильтром, включенным между усилителем и компаратором, триггером и коммутатором, выход которого соединен с входом регистратора, вход - с выходом счетчика импульсов, вход триггера соединен с выходом амплитудного детектора, второй вход триггера - с выходом линии задержки, а выход триггера — с входом линии

1 задержки и вторыми входами фильтра и коммутатора, а выход цифроаналогового преобразователя соединен co"çòî-g рым входом компаратора, Э

1040407

Изобретение относится к нераэрушающему контролю качества иэделий при помощи ультразвуковых импульсных сигналов .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения амплитуды ультразвуковых импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные электроакустичеакий преобразователь, усилитель, компаратор, счетчик импульсов и цифроаналоговый 10 преобразователь, последовательно сое. диненные амплитудный детектор и линию задержки, выход которой соединен со вторым входом счетчика импульсов, а вход амплитудного детектора — с вы-)g ходом компаратора, и регистратор (1 ).

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность в случае, когда длительность измеряемых ультразвуковых импульсных сигналов соизмерима с интервалами вре-, мени между ними.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения амплитуды ультразвуковых импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь, усилитель, компаратор, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь„ последовательно соединенные амплитудный детектор и линию задержки, выход которой соединен со вторым входом счетчика импульсов, а вход амплитудно го детектора — с выходом компаратора, 3 и регистратор, снабжено фильтром, включенным между усилителем и компаратором, триггером и коммутатором, выход которого соединен с входом регистратора, вход — с выходом счет- 40 чика импульсов, вход триггера соединен с выходом амплитудного детектора, второй вход триггера — с выходом линии задержки, а выход триггера— с входом линии задержки и вторыми 45 входами фильтра и коммутатора, а вы= ход цифроаналогового преобразователя соединен со вторым входом компаратора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, усилитель 2, фильтр 3 с управляемой добротностью, компаратор 4, счетчик 5 импульсов, коммутатор б и регистратор 7, последовательно соединенные амплитудный де тектор 8, триггер 9 и линию 10 за- держки, а также цифроаналоговый преобразователь 11. Выход компаратора 4 соединен с входом амплитудного детектора 8, выход линии задержки — co вторыми вхоДами триггера 9 и счетчика

5, выход триггера 9 - co вторыми (управляющими ) входами коммутатора б и фильтра 3, выход счетчика 5 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 11, а выход последнего со вторым входом компаратора 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые импульсные сигналы принимаются широкополосным электроакустическим преобразователем 1, преобразуются им в электрические сигналы (диаграмма а на фиг.2 1, которые далее усиливаются усилителем 2. Уси ленные сигналы поступают на резонансный фильтр 3 с установленной добротностью, причем в начальном состоянии фильтр не демпфирован. Сигнал на его выходе представляет собой экспонен циально затухающие синусоидальные колебания с резонансной частотой фильтра и декрементом затухания, определяющимся добротностью резонансной системы, Компаратор 4 преобразует резонансные колебания (фиг.26) в серив импульсов, представленную на фиг.2в,число которых зависит от амплитуды входного сигнала и порога срабатывания компаратора. В начальном состоянии устанавливается порог срабатывания компаратора (О ), исходя из предполагаемого динамйческого диапазона измеряемых сигналов. Число импульсов на выходе компаратора

4 подсчитывается счетчиком 5 импульсов. При этом счетчик 5 через цифроаналоговый преобразователь 11 увеличивает порог срабатывания компаратора

4 пропорционально считанному числу импульсов, тем самым увеличивая разрешающую способность устройства в случае, когда длительность ультразвуковых импульсных сигналов соизмерима с интервалами времени между ними. Начиная с некоторого числа N импульсов

1 счет прекращается, поскольку порог компаратора превысит значение амплитуды резонансных колебаний фильтра, которые по окончанию воздействия входного сигнала спадают по экспоненциальному закону. Это фиксируется амплитудным детектором 8 как конец серии импульсов (фиг.2 <), что вызывает срабатывание триггера 9. Сигнал последнего, представленный на фиг .2 д разрешает вывод информации со счетчика 5 на регистратор 7, осуществляемый коммутатором 6, и одновременно производит демпфирование резонансного фильтра З.Демпфирование приводит к быстрому высвобождению оставшейся части запасенной энергии измеряемого сигнала. Время демпфирования, а также время вывода результата измерения на регистратор определяется временем задержки линии 10 задержки, по истечении которого устройство возвращается в исходное состояние.

1040407

Nk

Ом=(о+ ) ех

Составитель Г. Мак симочкин

Редактор Л. Пчелинская Техред T.ôàíòà Корректор О.Тигор

Эаказ 6921748 Тираж 873 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Амплитуда входного сигнала (О 1связана с измеренными величинами следующим образом: где 4ll —: напряжение одйой ступени, формируемое цифроаналоговым преобразователем;

У вЂ” резонансная частота фильтра, постоянная времени фильтра, k — коэффициент пропорциональности.

Величина связана с исходиой доб. ротностью Q фильтра 3 соотношением

Изобретение позволяет измерять амплитуды близко расположенных импульсов без уменьшения динамического диапазона измеряемых амплитуд.