Ультразвуковой прибор для измерения акустических характеристик твердых сред

Ультразвуковой прибор для измерения акустических характеристик твердых сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

600435 вую трубку (ЭЛТ) 17, устройство 18 бланкирующих импульсов.

Прибор работает следующим образом.

Задающий генератор 2 вырабатывает однополярные прямоугольные импульсы большой скважности. Длительность импульсов выбирается достаточной для сброса в нулевое положение декад устройства 1 пересчета. Задний фронт импульсов задающего генератора формируется в остроконечные однополярные импульсы, посредством которых осуществляется синхронизация работы основных узлов прибора, т. е. запуск генератора 3 зондирующих импульсов, блок 14 задержки развертки, блока 9 совмещения.

Электрические импульсы, вырабатываемые генератором 3 зондирующих импульсов, возбу>кдают преобразователь 4, вызывая излучение коротких ультразвуковых импульсов, которые, пройдя контролируемый участок среды, поступают на преобразователь 5 и преобразуются последним в короткие радиоимпульсы ультразвуковой частоты.

Принятые сигналы через предварительный усилитель 6, калиброванный аттенюатор 7 и переключатель поступают либо на вход избирательного усилителя 12 с частотным аттенюатором, последовательно соединенного с широкополосным усилителем 11, либо непосредственно на вход широкополосного усилителя

11. Выход широкополосного усилителя соединен с вертикально-отклоняющими пластинами 3JIT 17.

Одновременно с запуском генератора 3 зондирующих импульсов осуществляется запуск блока 14 задержки развертки. Он вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность которых дискретно и плавно регулируется в широких пределах, Задним фронтом прямоугольного импульса осуществляется запуск генератора 15 развертки, который совместно с усилителем 16 горизонтального отклонения и устройством 18 бланкирующих импульсов управляет разверткой электронного луча ЭЛТ по горизонтали.

На экране ЭЛТ отображается принятый ультразвуковой импульс. Изменение масштаба наблюдения принятого сигнала по горизонтали и по вертикали осуществляется с помощью аттенюаторов блока горизонтальной развертки и приемного усилителя.

Измерение скоростей распространения продольной и поперечной волн осуществляется следующим образом.

Одновременно с запуском генератора 3 зондирующих импульсов осуществляется запуск блока 9 совмещения, который вырабатывает прямоугольный импульс регулируемой длительности. Этот импульс дифференцируется, усиливается и подается на одну из вертикально-отклоняющих пластин ЭЛТ. Посредством регулировки длительности этого импульса задний фронт его совмещается с первым вступлением регистрируемого сигнала, точность совмещения контролируется на экране ЭЛТ. Та5

25 зо

65 кпм образом, на одном из выходов блока совмещения формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна времени распространения продольной волны от излучающего до приемного преобразователя. Преобразование временного интервала в цифровые показания, отображаемые на индикаторе устройства 1 пересчета, осуществляется с помощью временного селектора 8, высокочастотного генератора 13 импульсов и устройства 1 пересчета. На один из входов временного селектора поступают импульсы от высокочастотного генератора 13, на другой вход — прямоугольные импульсы от блока 9 совмещения.

В результате на выходе временного селектора 8 образуется «пакет» высокочастотных импульсов, который поступает далее на вход устройства 1 пересчета. Частота следования импульсов высокочастотного генератора 13 определяет цену деления шкалы цифрового индикатора устройства 1 пересчета.

Аналогично осуществляется измерение времени распространения поперечной волны. Однако перед операцией измерения времени распространения необходимо определить на регистрируемой осциллограмме, на экране ЭЛТ, момент вступления (прихода) поперечной волны. При распространении продольной и поперечной волн в твердых средах эти волны отличаются между собой по ряду признаков (различие скоростей распространения, амплитуд смещения, фаз, спектров). Тогда, учитывая отличительные признаки и перестраивая избирательный усилитель 13 с частотным аттенюатором в диапазоне частот, излучаемых преобразователем 4, на экране ЭЛТ наблюдают непрерывное изменение фаз и амплитуд спектральных составляющих продольной и поперечной волн. При этом резкое смещение фазы и изменение амплитуды, как правило, происходит в одной точке на линии развертки луча, которое и соответствует моменту вступления поперечной волны. После этого задний фронт прямоугольного импульса, вырабатываемого блоком 9 совмещения, совмещается с вступлением поперечной волны, и на цифровом индикаторе устройства 1 пересчета отображается время распространения поперечной волны.

Пересчет времени распространения продольной и поперечной волн в скорости распространения производится с помощью известных формул.

Измерение коэффициентов затухания продольной и поперечной волн производится с помощью калиброванного амплитудного аттенюатора 7, проградуированного в требуемых единицах измерения затухания, При этих измерениях предварительный усилитель 6 через калиброванный амплитудный аттенюатор 7 подключен непосредственно к широкополосному усилителю 11.

Смещение максимумов спектральной плотности импульсов продольной и поперечной волн измеряется с помощью избирательного

600435

Формула изобретения

Составитель В. Сафонов

Техред Н. Рыбкина

Редактор О. Юркова

Корректоры: Л. Брахнина и Е. Мохова

Заказ 361/16 Изд. № 348 Тираж 680 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 усилителя 12 с частотным аттенюатором посредством сравнения амплитуд различных частотных составляющих спектров сигналов, измеренных при различных расстояниях между излучающим 4 и приемным 5 преобразователями. При выполнении данных измерений калиброванный амплитудный аттенюатор 7 через переключатель подключен к входу избирательного усилителя 12, выход которого подключен к выходу широкополосного усилителя

1 i.

Раздельный анализ частотных спектров импульсов продольной и поперечной волн осуществлен с помощью серийных анализаторов спектра. Выделение для анализа отдельно каждого из соответствующих сигналов осуществляется с помощью блока 9 совмещения и блока 10 выделения.

Предложенный прибор позволяет измерять как скорости распространения и коэффициенты затухания, так и спектры и смещения макснмумов спектральной плотности импульсов продольной и поперечной волн, что обеспечивает повышение точности измерения акустических характеристик твердых сред.

Ультразвуковой прибор для измерения акустических характеристик твердых сред по авт.

10 св. № 307814, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно соединенными блоком совмещения, временным селектором и устройством пересчета, второй вход которого

15 соединен с выходом задающего генератора, высокочастотным генератором импульсов, соединенным с вторым входом временного селектора, второй вход блока совмещения соединен с выходом задающего генератора, а вто20 рой выход — с одной из вертикальных пластин электронно-лучевой трубки.