Устройство для измерения скорости ультразвуковых колебаний в образцах

Устройство для измерения скорости ультразвуковых колебаний в образцах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ОБРАЗЦАХ , содержащее последовательно соединенные синхронизатор, зондирующий генератор, передающий и приемный пьезопреобразователи, усилитель,селектор перворо полупериода ультразвукового импульса, схему запоминания амплитуды и первый амплитудный дискриминатор, вторым входом подключенный к выходу селективного Первого , полупериода ультразвукового импульса, последовательно соединенные линию задержки , входом подключенную к выходу синхронизатора, измерительный триггер , преобразователь временных интервалов в напряжение, индикатор и самописец , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , оно снабжено последовательно соединенными формирователем импульсов стробирования, входом подключенным к выходу первого амплитудного дискриминатора , и вторым амплитудным дискриминатором , вторым входом подключенным к выходу усилителя, а выходом к входу измерительного триггера, и (Л источником порогового напряжения,выходом подключенным к третьему входу второго амплитудного дискриминатора. to СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (Н) 4(5! 3 р ч, с Q++P P ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3667413/25-28 (22) 25. 11. 83 (46) 28.02. 85. Бюл. Р 8 (72) Е.A.Ïëàêñèé÷óê, В.Г.Саиткулов и В.М.Сохабеев (53) 620 ° 179.16(088.8) (56) 1.Колесников А.E. Ультразвуковые измерения. М., Энергоиздат, 1970 °

2.Авторское свидетельство СССР

9 402734 . G 01 N 29/00,1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ОБРАЗЦАХ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, зондирующий генератор, передающий и приемный пьезопреобразователи, усилитель,селектор первого полупериода ультра звукового импульса, схему запоминания амплитуды и первый амплитудный дискриминатор, вторым входом подключенный к выходу селективного первого полупериода ультразвукового импульса, последовательно соединенные линию задержки, входом подключенную к выходу синхронизатора, измерительный триггер, преобразователь временных интервалов в напряжение, индикатор и самописец, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными формирователем импульсов стробирования, входом подключенным к выходу первого амплитудного ди"криминатора, и вторым амплитудным дискриминатором, вторым входом подключенным к выходу усилителя, а выходом Я к входу измерительного триггера, и источником порогового напряжения,выходом годключенным к третьему входу второго амплитудного дискриминатора.

87 ные формирователь 14 импульсов стробирования, входом подключенный к выходу первого амплитудного дискриминатора 8, и второй амплитудный дискриминатор 15, вторым входом подключенный к выходу усилителя 5, а выходом. — к входу измерительного триггера 10, и источник 16 порогового напряжения, входом подключенный к третьему, входу второго амплитудного дискриминатора 15.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы,поступающие на зондирующий генератор 2, который формирует электрические импульсы, возбуждающие передающий пьезопреобраэователь 3. Одновременно синхронизатор

1 посылает импульсы через регистрируемую линию 9 задержки для опрокидывания измерительного триггера 10.

Передающий пьезопреобразователь 3 сообщает упругие колебания исследуемому образцу. Упругий импульс, прошедший через образец преобразуется в электрический сигнал приемным пьезопреобразователем 4 и усиливается усилителем 5. Селектор 6 выделяет из принятого сигнала первый полупериод колебаний, который поступает на первый амплитудный дискриминатор

8 и на схему 7 запоминания амплиту1

11427

Изобретение относится к акустике и ультразвуковой технике и может быть использовано при проектировании приборов для ультразвукового контроля °

Известны устройства для измерения скорости ультразвуковых колебаний в образцах, содержащие синхронизатор, возбуждающий генератор, регулируемую линию задержки, пьеэоизлучатель, пьезоприемник, усилитель, измерительный триггер и индикатор fl).

Недостатком указанных устройств является низкая точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ус.: ойст- 5 во для измерения скорости ультразву-: ковых колебаний в образцах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, зондирующий генера» .тор, передающий и приемный пьеэопреобразователи, усилитель,селектор первого полупериода ультразвукового импульса, схему запоминания амплитуды и первый амплитудный дискриминатор, вторым входом подключен- 25 ный к выходу селектора первого полупериода ультразвукового импульса, последовательно соединенные линию задержки, входом подключенную к выходу синхронизатора, измеритель- 30 ный триггер, преобразователь временных интервалов в напряжение, индикатор и самописец (2).

Недостатком известного устройства является нйэкая точность измере- 35 ний при малом соотношении сигнал/шум.

Малое соотношение сигнал/шум характерно, например, для упругого импульса, прошедшего через образец иэ материала со сложной структурой 40 и высоким коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний (жаропрочные сплавы, стеклопластики).

Цель изобретения — повышение точности измерения путем регистрации временного положения первого полупериода ультразвукового импульса в момент его перехода через нуль после максимума.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скоро- 50 сти ультразвуковых колебаний в образцах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, зондирующий генератор, передающий и приемный пьезопреобраэователи,усилитель, селек- 55 тор первого полупериода ультразвукового импульса, схему запоминания амплитуды и первый амплитудный дискриминатор, вторым входом подключенный к выходу селектора первого полу-60 периода ультразвукового импульса, последовательно соединенные линию задержки, входом подключенную к выходу синхронизатора, измерительный триггер, преобразователь временных интервалов в напряжение, индикатор и самописец, снабжено последовательно соединенными формирователем импульсов стробирования, входом подключенным .к выходу первого амплитудного дискриминатора, и вторым амплитудным дискриминатором, вторым входом подключенным к выходу усилителя, а выходом — к входу измерительного триггера, и источником порогового напряжения, выходом поцключенным к третьему входу второго амплитудного дискриминатора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для измерения скорости ультразвуковых колебаний в образцах содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, зондирующий генератор 2, передающий 3 и приемный 4 пьеэопреобразователи, усилитель 5, селектор 6 первого полупериода ультразвукового импульса, схему 7 запоминания амплитуды и.первый амплитудный дискриминатор 8, вторым входом подключенный к выходу селектора 6 первого полупериода ультразвукового импульса, последовательно соединенные линию 9 задержки, входом подключенную к выходу синхронизатора 1, измерительный триггер 10, преобразователь 11 временных интервалов B напряжение, индикатор 12 и самописец

13, а также последовательно соединенды.Постоянное напряжение с выхода

1142787

Составитель Л.Иванов-Шиц

Редактор Л.Пчелинская Техред О.Неце Корректор С.Черни

Заказ 711/39 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 схемы 7 подается на вход первого амплитудного дискриминатора 8.Это напряжение, пропорциональное амплитудс полупериода пришедшего импульса, регулирует чувствительность первого амплитудного дискриминатора з

8 таким образом, что она повышается для сигналов малой амплитуды,т.е. порог срабатывания первого амплитудного дискриминатора 8 изменяется пропорционально амплитуде первого полупериода ультразвукового импульса. Дискриминатор 8 срабатывает, когда амплитуда первого полупериода ультразвукового импульса до стигает уровня напряжения L Однако при малом соотношении сигнал/шум срабатывание дискриминатора 8 должно происходить в момент времени, когда амплитуда первого полупериода ультразвукового. импульса приближается к, своему максимальному значению,а фронт нарастает наиболее медленно, что приводит к возникновению значительной погрешности измерения.

Для повышения точности измерения временное положение первого полупериода ультразвукового импульса регистрируется в момент его перехода через нуль после максимума. Для этого устройство снабжено формирователем 14 импульсов стробирования, вторым амплитудным дискриминатором 15 и источником 1б порогового напряжения. Сиг» нал с выхода дискриминатора 15 поступает на вход формирователя импульсов стробирования. Формирователь

l4 формирует импульсы, которые поступают на один из входов дискриминатора 15 и служат для стробирования момента срабатывания дискриминатора. Для того, чтобы дискрими- 40 натор 15 срабатывал в момент перехода первого полупериода ультразвукового импульса через нуль после максимума, уровень напряжения срабатывания U выбирается по воэможнос--малым. Напряжение U поступает на вход дискриминатора 15 с источника

16 порогового напряжения, а r. выхода усилителя 5 на второй вход дискриминатора 15 поступает ультразвуковой импульс. Дискриминатор 15 срабатывает в момент совпадения первого полупериода ультразвукового импульса с уровнем напряжения U в интервале стробирования. На выходе дискриминатора 15 формируется сигнал, временное положение которого практически соответствует моменту перехода первого полупериода ультразвукового импульса через нуль после максимума. Временное, положение этого сигнала является стабильным. Далее сигнал с выхода дискриминатора 15 поступает на вход измерительного триггера 10 и устанавливает его в исходное состояние.

При этом нестабильность заднего фронта импульса на выходе измерительного триггера 10 не превышает 2 нс. Импульс, снимаемый с выхода измерительного триггера, длительность которого пропорциональна скорости распространения ультразвуковых колебаний в образце, преобразуется в напряжение преобразователем 11. Это напряжение подаегся на индикатор 12, с помощью которого определяется значение скорости распространения. Ультразвуковых колебаний в образце. Затем с индикатора 12 сигнал поступает на самописец

>3 для непрерывной регистрации измерений.

Такое выполнение устройства позволяет регистрировать временное положение первого полупериода ультразвукового импульса в момент его перехода через нуль после максимума и уменьшить нестабильность заднего фронта импульса на выходе измерительного триггера, что приводит к повышению точности измерения.