Устройство для измерения скорости распространения акустических волн в материалах

Устройство для измерения скорости распространения акустических волн в материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и может быть использовано в строительстве, например для контроля бетона. Цель изобретения - повышение информативности контроля за счет регистрации продольных,поперечных и поверхностных волн. Устройство содержит два управляемых делителя напряжения , пороговый элемент, три измерителя интервалов времени и схему формирования трех интервалов времени, соответствующих временам распространения в контролируемом материале продольной, поперечной и поверхностной волн. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (584 G01 N2900

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3935497/25-28 (22) 13.05.85 (46) 07.10.86. Бюл, № 37 (72) В. В. Драгинич, Г. О. Драгинич и М. В. Носаль (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 610011, кл. G 01 N 29/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1061041, кл. G 01 N 29/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ РАСГ1РОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В МАТЕРИАЛАХ

ÄÄSUÄÄ 1262356 А1 (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и может быть использовано в строительстве, например для контроля бетона. Цель изобретения — повышение информативности контроля за счет регистрации продольных,поперечных и поверхностных волн. Устройство содержит два управляемых делителя напряжения, пороговый элемент, три измерителя интервалов времени и схему формирования трех интервалов времени, соответствующих временам распространения в контролируемом материале продольной, поперечной и поверхностной волн. 2 ил.

1262356

Изобретение относится к неразрушаюгцим методам контроля материалов и может быть использовано в строительстве, например для контроля бетона.

Цель изобретения — повышение информативности контроля за счет измерения продольных, поперечных и поверхностных волн.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит ударник 1, приемник 2, последовательно соединенные усилитель 3 и пороговый элемент 4, первые одновибратор 5, делитель 6 напряжения, IKтриггер 7, ключ 8 и два измерителя 9 и 10 интервалов времени, третий измеритель 11 интервалов времени и второй IК-триггер 12, формирователь 13 HMIIvJlbcoB ELxojl, KoTopof подключен к выходу ударника 1, а выход —— к первым входам первого 9, второго 10 и третьего 11 измерителей интервалов времени и первого 7 и второго 12 IК-триггеров, второй ключ 14, выход которого соединен с вторым входом третьего измерителя 11 интервалов времени, последовательно соединенные второй одновибратор 15 и второй делитель 16, информационный вход которого подключен к выходу первого делителя 6, а выход — к входу усилителя 3, выход приемника 2 подключен к информационному входу первого делителя 6, выход порогового элемента 4 — к первым входам первого 8 и второго 14 ключей и вторым входам первого IК-триггера 7 и первого измерителя 9 интервалов времени, первые выходы первого 7 и второго 12 IKтриггеров подключены к вторым входам соответственно первого 8 и второго 14 ключей, а вторые выходы — к входам соответственно первого 5 и второго 15 одновибраторов, выход первого одновибратора 5 соединен с управляющим входом первого делителя 6 напряжения, а выход первого ключа 8— с вторыми входами второго IК-триггера 12 и второго измерителя 10 интервалов времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии первый 6 и второй

16 управляемые делители напряжения имеют максимальный коэффициент передачи, а первый 8 и второй 14 ключи заперты. После нанесения удара импульс с электродинамического ударника 1 поступает на формирователь 13«стартовых» импульсов (фиг. 2а), сигнал с выхода которого поступает на первые входы первого 9, второго 0 и третьего 11 измерителей интервалов времени, что обеспечивает начало счета времени, а в материале распространяются акустические волны удара, наг.ример продольная, имеюгцая максимальную скорость, поперечная, скорость которой в 1,73 раза меньше скорости продольной волны, и поверхностная, скорость которой, примерно в 1,9 раз меньше скорости продольной волны. Гlоэтому к

1О

55 приемнику 2 приходит вначале фронт продольной волны, а затем, спустя некоторое время, фронт поперечной волны, амплитуда которой в А раз больше, чем у продольной волны, а после, спустя еще некоторое время, фронт поверхностной волны, амплитуда которой в В раз больше, чем у продольной волны.

Известно, что отношение амплитуд поперечной А, и продольной А волны примерно равно А,/Ар=3 — 4, отношение амплитуд поверхностной Л„и продольной Al—

А„/AI =7 — 10.

Сигналы с выхода приемника 2 (фиг. 2б) через первый 6 и второй 16 управляемые делители и усилитель 3 поступают на вход порогового элемента 4. Импульс с выхода порогового элемента 4, выработанный при пороговом напряжении Ьо, подается на первые входы первого 8 и второго 14 ключей, на второй вход первого IК-триггера 7 и непосредственно на второй вход первого измерителя 9 интервалов времени, после чего значение времени распространения продольной волны tI (фиг. 2м) отсчитывается и индицируется на цифровом табло первого измерителя 9 интервалов времени.

Задним фронтом импульса продольной волны с выхода порогового элемента 4 запускается первый IК-триггер. На первом выходе его устанавливается управляющее напряжение, которое поступает на второй вход первого управляемого ключа 8. Со второго выхода первого IK-триггера 7 подается отпирающий импульс (фиг, 2г) на вход первого одновибратора 5, сигнал с выхода которого поступает на второй вход первого управляемого делителя 6. Коэффициент передачи последнего уменьшается, что вызывает уменьшение сигнала на выходе усилителя 3 (фиг. 2е) таким образом, что пороговый элемент 4 срабатывает далее от переднего фронта поперечной волны. К этому времени первый ключ 8 открыт, поскольку на его второй вход с первого выхода I K-триггера 7 подается отпирающий импульс. Импульс с выхода порогового элемента 4 (фиг. 2ж), выработанный при пороговом напряжении U, поступает на первые входы первого 8 и второгс 14 ключей и на второй вход первого измерителя 9 интервалов времени. К этому времени второй ключ 14 закрыт, импульс поступает через ключ 8 на второй вход второго измерителя 10 интервалов времени, после чего значение времени распространения поперечной волны t отсчитывается и индицируется на цифровом отсчетном устройстве (фиг. 2н).

Одновременно с выхода первого ключа 8 задний фронт импульса поперечной волны (фиг. 2и) поступает на второй вход второго IK-триггера, который опрокидывается и с его первого выхода поступает импульс на второй вход второго ключа 14, 1262356 а с второго выхода 1К-триггера 12 подается импульс на вход второго одновибратора 15, по сигналу которого (фиг. 2з) коэффициент передачи делителя 16 уменьшается, что приводит к уменьшению уровня сигнала на входе усилителя 3 (фиг. 2к).

Пороговый элемент 4 срабатывает далее от переднего фронта поверхностной вол ны (фиг. 2к) . Передний фронт поверхностной волны с выхода порогового элемента 4 (фиг. 2л), выработанный при пороговом напряжении U, поступает через ключ 14 на второй вход третьего измерителя 11 интервалов времени, после чего значение времени распространения поверхностной волны t отсчитывается и индицируется на цифровом отсчетном устройстве измерителя 11 интервалов времени.

При последующем нанесении удара импульс с формирователя 13 импульсов устанавливает IK-триггеры 7 и 12 в исход- 2р ное положение, что приводит к запиранию ключей 8 и 14 и установке управляемых делителей 6 и 16 в исходное положение, т. е. когда коэффициент передачи у них максимальный, 25

Коэффициенты ослабления сигналов для уверенного выделения поперечной и поверхностной волн подбираются опытным путем, так как зависят от состава материала, его структуры и базы прозвучивания, и устанавливаются величиной управляющих напряжений на выходах одновибраторов 5 и 15.

Изобретение позволяет проводить автоматическую регистрацию скоростей распространения продольных, поперечных и поверх- 35 ностных волн, что повышает информативность контроля, позволяет более уверенно определять динамические упругие характеристики материалов (модули упругости и сдвига, коэффициент Пуассона и др.), что важно при контроле массивных бетонных сооружений и несущих конструкций.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости распространения акустических волн в материалах, содержащее ударник, приемник, последовательно соединенные усилите и ь и пороговый элемент, первые одновибратор, делитель напряжения, IК-триггер, ключ и два измерителя интервалов времени, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности контроля, о«о снабжено третьим измерителем интервалов времени и вторым IK-триггером, формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу ударника, а выход — к первым входам первого, второго и третьего измерителей интервалов времени и первого и второго

IK-триггеров, вторым ключом, выход которого соединен с вторым входом третьего измерителя интервалов времени, последовательно соединенными вторым одновибратором и вторым делителем напряжения, информационный вход которого подключен к выходу первого делителя напряжения, а выход — к входу усилителя, выход приемника подключен к информационному входу первого делителя напряжения, выход порогового элемента — к первым входам первого и второго ключей и вторым входам первого IК-триггера и первого измерителя интервалов времени, первые выходы первого и второго IК-триггеров подключены к вторым входам соответственно первого и второго ключей, а вторые выходы — к входам соответственно первого и второго одновибраторов, выход первого одновибратора соединен с управляющим входом первого делителя напряжения, а выход первого ключа с вторыми входами второго

IК-триггера и второго измерителя интервалов времени.

1262356

Составитель Г. Максимочкин

Редактор О, Бугир Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 5419/40 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4