Ультразвуковое устройство для контроля сред

Ультразвуковое устройство для контроля сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для разбраковки и классификации различных сред, веществ и композиционных материалов на всех стадиях технологического процесса. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет автоматической установки оптимальной частоты следования ультразвуковых (УЗ) импульсов. Синхронизатор от внешнего запуска формирует импульс зондирования, по которому в счетчик с предварительной установкой заносится число M выборки, соответствующее пачке зондирующих импульсов для одного цикла измерения. На выходе усилительного тракта формируется импульс с длительностью, равной времени распространения ультразвука в контролируемой среде. Этот импульс с помощью обратной связи, образованной ждущим мультивибратором, формирующей цепочкой и элементом ИЛИ, используется для повторного запуска генератора зондирующих импульсов. Тем самым образуется циклический процесс зондирования с максимальной частотой следования УЗ-импульсов. Измерительные импульсы с выхода усилительного тракта заполняются счетными импульсами и преобразуются в код, который подается в блок принятия решения для сравнения с верхней и нижней границами технологического разброса скорости ультразвука. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

„„Я0„, 159441

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 С 01 N 29/ОО I .i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

-(21) 4496234/25-28 (22) 17.10.88 (46) 23.09.90. Бюл. Р 35 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) P.-И.10.Кажис, В.И.Думбрава, Н.А,Эйдимтас и Л,Й.Свилайнис (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1298643, кл. G 01 N 29/00, 1987.

Авторское Свидетельство СССР

II 1239585, кл . G 01 N 29/00, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ СРЕД (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для разбраковки и классификации раз-личных сред, веществ и композиционных материалов на всех стадиях технологического процесса. Целью изобретения является повьппение производительности контроля за счет автоматической установки оптимальной частоты следования. ультразвуковых (УЗ) имИзобретение относится к нераэрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для разбраковки и классификации различных сред, веществ и композиционных материалов на всех стадиях технологического процесса.

Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет автоматической установки оптимальной частоты следования ультразвуковых (УЗ) импульсов.

2 пульсов. Синхронизатор от внешнего запуска формирует импульс зондирования, по которому в счетчик с предварительной установкой заносится число

m выборки, соответствующее пачке зондирующих импульсов для одного цикла измерения. На выходе усилительного тракта формируется импульс с длительностью, равной времени распространения ультразвука в контролируемой среде. Этот импульс с помощью обратной связи, образованной ждущим мультивибратором., формирующей цепочкой и элементом ИЛИ, используется для повторного запуска генератора аоидирующих импульсов. Тем самым образуется циклический процесс зондирования Е с максимальной частотой следования

УЗ-импульсов. Измерительные импульсы M Ф с выхода усилительного тракта эапол-. С няются счетньии импульсами и преобразуются в код, который подается в блок принятия решения для сравнения с верхней и нижней границами технологического разброса скорости ультразвука. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно электроакустически соединенные синхронизатор 1, первый триггер 2, первый элемент И 3, генератор 4 зондирующих импульсов, передающий преобразователь 5, контролируемую среду 6, приемный преобразователь 7, усилитель

8, второй триггер 9, S-вход которого подключен к выходу генератора 4 зон- дирующих импульсов, второй элемент

1594413

И 10 и первый счетчик i i, последовательно соединенные перпый задатчик

12 кодов и второй счетчик 13, выход которого подключен к R-входу первого триггера .2, генератора 14 счетных импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента И 1 О, последовательно соединенные ждущий мультивибратор 15 и формирующую цепочку 16, блок 17 принятия решения и элемент ИЛИ 18, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, второй вход — к выходу формирующей цепочки 16, выход — к второму входу первого элемента И 3, вычитающий вход второго счетчика 13 подключен к выходу первого элемента И 3, С-вход — к R-входу первого счетчика

11 и к выходу синхронизатора 1, вход ждущего мультивибратора 15 подключен к выходу второго триггера 9, первйй вход блока 17 принятия решения подключен к выходу первого счетчика 11, а второй вход — к О-выходу первого триггера 2.

Блок 17 принятия решения содержит первйй и второй цифровые компараторы

19 и 20 соответственно,, второй и третий задатчики 21 и 22 кодов и шесть элементов И 23-28, первые входы цифровых компараторов 19 и 20 объединены и являются первым входом блока 17 принятия решения, выход второго задатчика 21 кодов подключен к второму входу первого цифрового компаратора 19, выход третьего задатчика 22 кодов подключен к второму входу второго цифрового компаратора 20, первые входы третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И 23-27

4Q объединены и являются вторым входом блока 17 принятия решения, выход

"Больше" первого цифрового компаратора 19 подключен к вторым входам тре45 тьего и четвертого элементов И 23 и 24,, выход "Равенство" - к втррому входу пятого элемента И 25, выход "Меньше" — к второму входу шестого элемента И 26, выход "Больше" второго цифрового компаратора 20 подключен к второму входу седьмо о элемента

И 27, выход "Равенство" — к третьему входу третьего элемента И 23, выход "Меньше" — к третьим входам четвертого и пятого элементов И 24 и 25, 55 входы восьмого элемента И 28 подключены к выходам третьего, четверто-. го и пятого элементов И 23-25, выход

1. P х

Т. =

E pP L — базовое расстоя1а1е;

E7 — скорость ультра" âóêà в х контролируемой среде.

Отрицательным фронтом импульса, формируемого триггером 9, запускается ждущий мультивибратор 15, который вырабатывает импульс задержки длительностью, необходимой для затухания отражений УЗ-импульса в контролируемой среде. Так как время реверберации различно для разных сред, то ждущий мультивибратор 15 выполнен регулируемым и длительность его выходного импульса устанавливается в нача.ле контроля. По заднему фронту имявляется первым выходом блока 17 принятия решения, указывающим информацию "Годен", выход шестого элемента

И 26 является вторым выходом блока 17 принятия решения, указывающим информацию "Меньше нормы", а выход седьмого элемента И 27 является третьим выходом блока 17 принятия решения, указывающим информацию "Больше нормы".

Устройство работает следующим образом.

Импульс синхронизатора 1, формируемый в начале измерения от кнопочного переключателя или внешнего запуска. (не показано), устанавливает счетчик 11 в нулевое состояние и поступает на синхронный С-вход счетчика

13 и S-вход триггера 2. При этом в счетчике 13 с выхода задатчика 12 кодов записывается код, равный объему выборки m а триггер 2 устанавливается в состояние "1" и открывает элемент И 3. Одновременно импульс синхронизатора 1 через элемент ИЛИ 18 и элемент И 3 поступает на вычитающий вход счетчика 13 и вход генератора 4 зондирующих импульсов. Выходной импульс генератора 4 возбуждает передаю- щий преобразователь 5 и одновремен-. но поступает на S-вход триггера 9 как старт-импульс. Ультразвуковой импульс, распространяясь в контролируемой среде 6, достигает приемный преобразователь 7, в котором преобразуется: в электрический импульс, Этот импульс поступает EfB R-вход триггера 9 как стоп-импульс и сбрасывает его. Ha выходе триггера 9 формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна

5 1 59441 пульса задержки формирующей цепочкой

16 вырабатывается короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 18 и элемент И 3, поступает на вычитающий вход счетчика 13 и вход генератора 4 зон5 дирующих импульсов, повторно запуская его. Следовательно, в образованном электроакустически замкнутом кольце осуществляется циклический процесс формирования зондирующих импульсов с оптимальной частотой следования, которая отслеживает глубину прозвучивания и скорость распространения

УЗ-импульсов, что уменьшает время контр оля .

Циклический процесс повторяется

m раз, после чего на выходе "Заем" счетчика i3 появится логическая "1", которая устанавливает триггер 2 в 20 нулевое состояние. Последний запрещает прохождение импульсов запуска; на генератор 4 зондирующих импульсов и указывает на окончание процесса измерения одного отсчета. Измерение 25 следующего отсчета начинается по внешнему запуску синхронизатора 1.

1. Ультразвуковое устройство для контроля сред, содержащее последовательно электроакустически соединенные синхронизатор, первый триггер, первый элемент И, генератор зондирующих импульсов, передающий преобразователь, контролируемую среду, приемный преобразователь, усилитель, второй триггер, S-вход которого подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, второй элемент И и первый счетчик, последовательно соединенные первый задатчик кодов и второй счетчик, выход которого подключен к R-входу первого триггера, и генератор счетных импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, вычитающий вход второго счетчика подключен к выходу первого элемента И, С-вход — к R-входу первого счетчика и к выходу синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными ждущим мультивибратором и формирующей цепочкой, блоком принятия решения и элементом ИЛИ, первын вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй вход — к выходу формирующей цепочки, выход — к второму входу первого элемента И, вход ждущего мультивибратора подключен к выходу второго триггера, первый вход блока принятия решения подключен к выходу первого счетчика, а второй вход - к

Я-выходу первого триггера.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я. тем, что блок приня- > тия решения содержит первый и второй цифровые компараторы, второй и третий задатчики кодов и шесть элементов И, первые входы цифровых компараторов объединены и являются первым входом блока принятия решения, выход второго задатчика кодов подключен

Импульсы с триггера 9 посредством элемента И 10 и генератора 14 счетнык 30 импульсов заполняются счетными импульсами с частотой f, Сформированная пачка импульсов поступает на суммирующий вход счетчика 11, емкость которого N ) m Т „ f.. Выходнои код счетчика 11 йоступает на первые входы цифровых компараторов 19 и 20.

К вторым входам подключены задатчики

21 и 22 кодов, которые определяют зону технологического разброса ско- 40 рости распространения ультразвука в исследуемой среце. При этом задатчик 21 кода устанавливает нижнюю (минимальную) границу допустимого разброса, а задатчик 22 кода — верх; 45 нюю (максимальную) границу допустимого разброса скорости ультразвука.

С помощью элементов И 23-28 формируются логические сигналы, соответствующие результату цифрового сравнения. 50

Выход О чригггвра 2 запрещает выдавать информацию во время цикла из-. мерений. По окончании последнего на выходах устройства получаем информацию о соответствии проверяемой среды требованиям нормативно-техни- ческой .документации, представленной в виде Годен", "Меньше нормы" и

"Больше нормы".

Таким образом, использование дополнительных блоков и новых связей позволяет автоматически устанавливать оптимальную частоту следования зондирующих импульсов, уменьшающую время измерений, и более полно и наглядно представлять информацию о контролируемой среде, что сокращает трудоемкость контроля.

Формула изобретения

1594413

Составитель В. Белозеров

Корректор N.Ìàêñèìèøéíåö

Редактор С.Пекарь!

Texpep, M.Õoäàíè÷

Заказ 2824 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Прбиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 к второму входу первого цифрового компаратора, выход третьего задатчика кодов подключен к второму входу второго цифрового компаратора, первые входы третьего, четвертого, пятого шестого и седьмого элементов И объединены и являются BTopbM входом блока .принятия решения, выход "Больше" первого цифрового компаратора подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход "Равенство" - к второму .входу пятого элемента И, выход "Меньше" — к второму входу шестого элемента И, выход "Больше" второго

1 цифрового компаратора подключен к второму входу седьмого элемента И, выход

"Равенство" — к третьему входу третьего элемента И, выход "Меньше" — к третьим входам четвертого и пятого элементов И, входы восьмого элемента

И подключены к выходам третьего, четвертого и пятого элементов И, выход является первым выходом блока принятия решении, выход шестого элемента И яв-. ляется вторым выходом блока принятия решения, а выход седьмого элемента И является третьим выходом блока принятия решения.