Цифровое устройство для контроля скокости распространения ультразвука

Цифровое устройство для контроля скокости распространения ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистические

Республик (11) 577452 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.06 ° 76 (21) 2369206/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.10.77.Бюллетень №39 (45) Пата опубликования описания 22.11,77 (51) М. Кл.

601 М 29/00

Государственный комитет

Совета йтинистров СССР ва делам изобретений и втирытий (53) УДК 534,232 (088,8) Г, А, Салоп, Я. А, Сериков, Л, П, Тимошенко и !О, E. Мегель (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Харьковский институт радиоэлектроники (54) 11ИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

РАСПРОСТРАНГ:НИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к «кустической контрольно-измерительной технике и может найти применение для неразрушакшего контроля материалов, Известны устройства для измерения скорости распространения ультразвука, основанные на преобразовании временного интервала в цифровой код (1). Однако в этих устройствах велика величина систематической погрешности, обусловленная конечной вели- 10 чиной порога срабатывания устройств формирования длительности временных порогов, Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство, со- 15 держашее генератор, пару датчиков, состояшую из излучателя и приемника, усилитель, выход которого соединен с триггером длительности, блок авток1атики, подключенный к входам триггера длительности, генерато- 20 ра и блока усреднения, селектора входы которого соединены с выходами опорного генератора и триггера длительности(2).

Однако и это устройство обладает зна ителы1ой погрешност1 к1. 25

11е1 ь изобретения — повышение точности измерений.

Указанная пель достигается тем, что устройство снабжено усилителем г регулируемым коэффициентом усиления, второй парой датчиков, установленных HA исследуемом образце перпендикулярно к первой паре,, двумя коммутаторами, входы одного пз которы.х соединены с генератором и блоком автоматики, а выход — с излучателями, вход втся рого коммутатора связан с блоком автоматики и приемниками, а выход — с входами усилителей, выходы которых подключены к входам триггера и введены в устройство двух пиковых детекторов, сранивакшим устройством, входами соединенного с выходлл1и пиковых детекторов, а выходом подклкзченного к управляюп1ему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, входу генератора тактовых импульсов и к входу блока усреднения, схемой совпадения, соединенной с блоком усреднения и свя=1ь1вак.шей v,õîДы триггера дл и Гельнос Ги с в1 1хода 1и блок 1 автоматики и блока усреднения, реверсивным счетчиком, к входам которого подклк ч;ffkl

577452 селектор, блок усреднения и генератор тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит блок автоматики 1, коммутатор 2, генератор 3, излучатель 4, коммутатор 5, усилитель 6„c регулируемым коэффициентом усиления, приемник 7, триггер длительности 8, пиковый детектор 9, сравнивающее устройство 10, излучатель 13 усилитель 12, приемник 13, пиковый детектор 14, генератор тактовых импульсов 15, реверсивный счетчик 16, блок усреднения

17, схему совпадения 18, селектор 19 и опорный генератор 20, t5

Устройство работает следующим образо °

В момент включения блок автоматики 1 вырабатывает сигнал, устанавливающий узлы устройства в исходное состояние. При этом коммутатором 2 к выходу. генератора 3 под ключается излучатель 4, а коммутатором 5 к входу усилителя 6 с регулируемым коэффициентом усиления! - приемник 7, тригге длительности 8 устанавливается в исходное состояние, отключая счетную часть уст ройства, а имеющаяся информация сбрасывается на "0", Дальнейшую работу устрой-тва можно раз. делить на два цикла: калибровка цепей усиления и измерения времени распространения zo ультразвука.

Калибровка цепей усиления., Сигнал блока автоматики запускает генератор 3. Благо. даря ранее скоммутированным цепям, на выходе усилителя 6 с регулируемым коэффициентом усиления появляется сигнал, прошедший через образец расстояние Е в напра ленин: излучатель 4 — приемник 7, Этот сигнал преобразуется пиковым детектором

9 и падается на один из входов сравниваю- ао щего устройстЬа 10. Второй сигнал блока автоматики подключает к генератору излучатель 11, а к входу усилителя 12 — приемник 13. На схему второго пикового детектора 14 поступает сигнап, прошедший ресстоя- 3 ние Ег (от излучателя 11 к приемнику 13).

Так как расстояние fg >Eg, амплитуда сит нала с выхода усилителя 6 будет меньше амплитуды сигнала с усилителя 12. Таким образом, с выходов пиковых детекторов íà so входы сравнивающего устройства поступают два напряжения (U (lJ ), а на его выходе появляется управляющее напряжение, которое, поступая на усилитель 6, увеличивает его коэффициент усиления, Процесс ss калибровки длится до момента уравнoBBwHвания амплитуд сигналов на выходах обоих ус илителей.

Измерение времени распространения уль развука. В момент равенства напряжений, поступающих с пиковых детекторов, на выходе схемы сравнения вырабатывается импульс. Этот импульс запускает генератор тактовых импульсов 15, который устанавливает реверсивный счетчик 16 в режим сложения и воздействует на блок усреднения17

Блок усреднения открывает элемент И 18, а также, через блок автоматики, обеспечивает подключение излучателя 4 и приемника

7, Первый следующий за этим сигнал блока автоматики запускает генератор, поступает на блок усреднения и опрокидывает триггер длительности, подключая измерительную часть устройства. Через селектор 19 на вход реверсивного счетчика начинают поступать импульсы частоты заполнения опорного генератора 20. Прошедший через образец и усиленный сигнал возвращает трит гер длительности s исходное состояние. Таким обрйзом происходят измерение и запись в счетчик десяти результатов измерения времени прохождения 4 ультразвуков расстояния Pp ° С окончанием действия десятого импульса блок усреднения переводит реверсивный счетчик в режим вычитания, а блок автоматики обеспечивает подключение к выходу генератора излучателя 11, а к входу усилителя 12 приемника 13, Производится измерение времени прохождения tg ультразвуком расстояния р . Десятый импульс этой серии десяти измерений обеспечивает формирование сигнала усреднения полученного результата.

В результате проведенного цикла измерений табло реверсивного счетчика индицирует разность измеренных величин tg u изк (<4 + <) (г+ <<) 4 <2. °

Результат измерения характеризуешься уменьшенной величиной систематической погрешности. Величина случайной погрешности уменьшена ba счет предварительной обработки результатов измерения (операция усреднения).

Вычисление расстояния для определения скорости распространения ультразвука производится аналогично (по разности двух размеров образца — длины и ширины) е„„=(е, е)-(ег+ье>=е,-е, .

Величину скорости ультразвука определяют по известной формуле

4 z Еизм

Ч= — =

4 г . деизм

Формула изобретения цифровое устройство для контроля скорости распространения ультразвука, содержащее генератор, пару датчиков, состоящих из излучателя и приемника, усилитель, выход ко577452

Составитель В. Пирогов

Редактор Т, Шагова Техред H. Аыдрейчук Корректор М. немчик

Заказ 3675/33 Тираж 1101 Подписное

LlII HHI IH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГН1 "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 торого соединен с триггером длительности, блок автоматики, подключенный к входам триггера длительности, генератора и блока усреднения, селектор, входы которого соединены с выходами опорного генератора и

5 триггера длительности, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, второй парой датчиков, установленных на исследуе- 10 мом образце перпендикулярно первой паре двумя коммутаторами, входы одного из которых соединены с генератором и блоком автоматики, а выход — с излучателями, вход второго коммутатора связан с блоком автоматики и приемниками, а выход - с входами усилителей,. выходы которых подключены к входам триггера и введенных в устройство двух пиковых детекторов, сравнивающим

6 устройством, входами соединенного с выходами пиковых детекторов, а выходом подключенного к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, входу генератора тактовых импульсов и к входу блока усреднения, схемой совпадения, соединенной с блоком усреднения и связывающей входы триггера длительности с выходамя блока автоматики и блока усреднения, реверсивным счетчиком, к входам когорого подключены селектор, блок усреднения и генератор тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 ° Авторское свидетельство J4 391466, кл. G 01 N 29/00, 1973.

2. Авторское свидетельство % 317968, кл. 6 01 8 29/00, 1971.