Устройство для измерения анизотропии механических свойств волокнистых материалов

Устройство для измерения анизотропии механических свойств волокнистых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.05.73 (21) 1919235/28-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.76. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 14.05.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Б. Рибикаускас и P.-И. Ю. Кажис

Каунасский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к оборудованию для исследования и испытания обувных картонов, бумаги и других волокнистых листовых материалов.

Известно устройство для измерения анизотропии механических свойств волокнистых материалов, например бумаги, содержащее генератор импульсов, электрически связанный с излучателем ультразвуковых колебаний, и приемники ультразвуковых колебаний, электрически связанные со схемой измерения отношения интервалов времени, имеющей усилители-формирователи.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения анизотропии механических свойств испытуемых материалов.

С целью повышения точности измерения, схема измерения содержит генераторы пилообразного и экспоненциального напряжения, амплитудный дискриминатор и последовательно соединенные цифровой измеритель с регистрирующим устройством, причем генератор импульсов соединен со вторыми входами генераторов пилообразного напряжения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами усилителей-формирователей, при этом выход одного генератора пилообразного напряжения соединен через схему памяти амплитуды с одним из входов амплитудного дискриминатора, второй вход которого соединен через генератор экспоненциального напряжения со вторым генератором пилообразного напряжения, второй выход которо5 го электрически связан с цифровым измерителем.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства. Она включает генератор зондирующих импульсов 1, соединен10 ный с излучателем ультразвуковых колебаний 2, который вместе с приемниками ультразвука 3, 4 закреплен на треугольной раме

5 и установлен на листе 6 исследуемого материала.

15 Усилители-формирователи 7 и 8 электрически соединены с генераторами пилообразного напряжения 9 и 10. Схема памяти амплитуды 11 подключена к одному входу амплитудного дискриминатора 12, к второму его вхо20 ду подключен генератор экспоненциального напряжения 13. Выход дискриминатора 12 через цифровой измеритель 14 соединен с регистрирующим устройством 15.

25 На фиг. 2 изображены эпюры напряжений в отдельных блоках измерителя (на фиг. 2, а — зондирующий импульс генератора 1, на фиг. 2, б, в — импульсы на выходах генераторов пилообразного напряжения 9 и 10, на

30 фиг. 2, г — напряжение на выходе схемы 11

502323

53 ле, или что то же самое, измеряемому коэффициенту анизотропии механических свойств материала. Показания измерителя интервалов регистрируются устройством 15.

Обозначим через Т и Т интервал време ни распространения ультразвука в исследуемом

60 запоминания амплитуды, на фиг. 2, д — напряжение на входах дискриминатора 12).

Устройство работает следующим образом.

На звукоизолирующую подкладку укладывают лист исследуемого волокнистого материала, а сверху прижимают его излучателем и приемниками ультразвука, закрепленными на направляющих рамы 5 так, что направление баз измерения совпадает с продольным и поперечным направлениями материала. Расстояние между излучателем и приемниками звука равны. После включения прибора генератор напряжения 1 возбуждает излучатель 2 электрическим импульсом, который трансформируется последним в ультразвуковые колебания, распространяющиеся в исследуемом материале. Одновременно импульсом генератора 1 запускаются генераторы пилообразного напряжения 9 и 10. Приемники 3 и 4 принимают прошедшие по продольному и поперечному направлениям материала ультразвуковые колебания, трансформируют их в электрические и подают в усилители-формирователи 7 и 8. Они в момент вступления переднего фронта принятых сигналов формируют короткие импульсы, которыми останавливаются генераторы пилообразного напряжения 9 и

10. Импульсом усилителя-формирователя 10 в то же время запускается цифровой измеритель 14. Таким образом на выходах генераторов пилообразного напряжения появляются пилообразные импульсы напряжения, амплитуды которых пропорциональны временам распространения ультразвука по двум направлениям исследуемого материала. Меньшее из пилообразных напряжений, соответствующее направлению материала, имеющее большую скорость ультразвука, подается на вход схемы памяти амплитуды 11, которая выдает постоянное напряжение, равное амплитудному значению пилообразного импульсного напряжения. Оно поступает на один вход амплитудного дискриминатора 12. На другой вход последнего подается экспоненциальное напряжение с выхода генератора 13, начальная амплитуда которого равна амплитуде второго пилообразного напряжения.

В момент равенства обоих напряжений амплитудный дискриминатор вы (ает короткий импульс, которым останавливается цифрэвой измеритель 14.

На цифровэм табло последнего фиксируется значение интерва 13 времени, за которое амплитуда экопэненциальногэ напряжения становится равным постоянному напряженгпо на выходе схем запоминания амплитуды 11.

Как показано, ниже, этот интервал времени численио равен отношению времени распространения ультразвука в исследуемом материаматерия Ic, причем Т )Т . Пусть U(и U- обозначают,прспорциональные им амплитуды пилообразных напряжений. Напряжение на выходе генератора экспоненциальных напряжений:

U: — U,å

Когда U=U, срабатывает амплитудный дискриминатор, поэтому:

U,=.Ue

Пос.кольку U — — !гТ и U,=AT, где /г — коэффициент пропорциональнссти, из (1) получим: ! и (2)

2 где т — временная постоянная экспоненциального напряжения генератора 13. Выразив отношение (2) в децибелах, окончательно имеем: (3)

О::евидпо, тэ соответствующим выбором постоянной можно достичь равенства: —.:10-", где и--О, 1, 2, 3

8,68

Тогда на цифровэп табло измерителя пптеэва iOB времени получим численное значение коэффициента анизотроппи, выраженного в децибелах.

Формула изобретения

Устроиство для измерения анизотропии мехапиче-ких свойств волокнистых материалов, на пример бумаги, содержащее генератор импуль эв, э IpKTpHчеаки связанный с излучател м ультразвуковых колебаний, и приемники ультразвуковых колебаний, электрич"-ски связанны =о схемой измерения отношения интервалов времени, имеющей усилители-формирователи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, схема измерения содержит генераторы пилообразного и экспоненциального напряжения, амплитудный ди криминатор и последователь но соединенные цифровой измеритель с регистрирующим устройством, причем генератор импульсов соединен со вторыми входами генераторами пилообразно."о напряжения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами усилителей-формирователей, прп этом выход одного генератора пилообразного напряжения соединен через схему памяти амплитуды с одним из входов амплитудного дискриминатора, второй вход которого соединен через генератор экспоненциального напряжения со вторым генератором пилообразного напряжения, второй выход которого электрически связан с цифровым измерителем.

502323

Жиг. 1 ! е

9 иг 2

Составитель В. Тихомиров

Редактор В. Смирягина Техред М, Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 938/4 Изд. № 253 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография. пр. Сапунова, 2