Устройство для измерения времени распространения акустических сигналов

Устройство для измерения времени распространения акустических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (щ 705400

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 0896,77(21) 2494б22/18-25 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

G 01 U 1/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25-1279 Бюллетень И© 47

Дата опубликования описания 25.12.79 (53}УДК 550 8S (088. 8) (72) Автор .изобретения

Б.В. Томилов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО,ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СИРНАЛОВ

Изобретение относится к измери- . тельной технике, в частности, к области сейсмоакустических измерений и может быть использовано для испытаний и контроля физико-механических свойств материалов, горных пород и т.п. в горной технике и в строительстве.

Известно устройство для измерения скорости и времени пробега продоль- ной волны (1);содержащее генератор импульсов, излучатель, приемник, уси-" литель и регистрирующее устройство.

Недостатком этоф устройства является невысокая точность измерений, обусловленная недоучетом изменения формы импульса сигнала, прошедшего . через изучаемый образец.

Известно также устройство (2), содержащее генератор импульсов воз -" буждения и синхронизации, приемный и излучающий электроакустические

Преобразователи, усилитель и отсчетнбе устройство с электроннолучевым индикатором. В процессе из-" ,мерения между преобразователями помещается образец испытываемого материала или изделия, а во время градуировки вместо образца используется образцовая мера времени прохождения сигнала.

Недостатком этого устройства также является то, что в нем измерение и градуировка производятся без учета изменения формы импульсов сигналов, прошедших через исследуемый объект.

Это приводит к тому, что при испытании крупноструктурных образцов, характеризующихся повышенййм затуханием сигнала, а также образцов достаточно большой длины (более 400 мм) резуль« таты измерений содержат большие погрешности;

11елью изобретения является повышение точности измерейий в крупноструктурных материалах. Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов возбуждения и синхронизации, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель и отсчетное устройство с электроннолучевым индикатором, дополнительно последовательно с усилителем включены блок компенсации искажений сигнала, а параллельно электроннолучевому ттндикатору подключен блок запоминания и воспроизведения формы сигнала.

705400

На чертеже приведена блок-схема устройства, где изображены генератор 1 импульсов возбуждения и синхронизации,излучающий электроакустический преобразователь 2, образец 3 испытываемого материала (изделия) или образцовая мера времени, приемный электроакустический преобразователь 4, блок 5 компенсации искажений сигнала, усилитель б, электроннолучевой индикатор 7, блок 8 запоминания и воспроизведения формы сигналов, отсчетное устройство 9.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 создает импульсы воз буждения и синхронизации, первые из которых возбуждают преобразователь 2, а."Вторые запускают отсчетное устройство 9.

Преобразователь 2 создает акустические импульсы и вводит их в образец 3 испытываемого материала. Из образца 3 акустические импульсы принимаются преобразователем 4 и преобразуются им в электрические импульсы,которые подаются на вход блока 5 25 компенсации искажений сигнала. Сигнал . с вйхода блока 5 усиливается усилите. лем б и подается на входы электроннолучевого индикатора 7, блока 8 запоминания и воспроизведения, а 3() также на вход отсчетного устройства 9.

При этом блoк 5 не изменяет формы сиг нала, пропуская его без преобразова-ния, сигнал просматривается на экране электроннолучевого индикатора 7 35 и запоминается в блоке 8. Блок запо.— минания и воспроизведения может иметь различную реализацию, в частности, может быть использован запоминающий осциллограф. 40

Отсчетное устройство 9 выдает информацию о времени прохождения сигнала в образце 3 материала в численном виде, которая еще не является резуль татом измерения, так как в этой инФормации не исключены погрешности из-эа особенностей Формы переднего

Фронта импульсов, являющихся следствием влияния структуры материала, размеров.и формы испытываемого образца (при прохождении сигнала в крупноструктурных материалах существенно обедняется его спектр,особенно в области высших частотных составляющих, что приводит к затягиванию фронта первого вступления сигнала). з5

Чтобы Дчесть это влияние, вместо испытываемого объекта 3 между преобразователями 2 и 4 устанавливают образцовую меру 3,времени, время прохождения сигнала в которой — М из+- бО вестно с заданной точностью.

Аналогично описанному выше процессу производится измерение времени прохождения акустического сигнала в образцовцй мере времени 3, однако в б5

I этом случае сигнал в блоке 8 не запоминается,а только просматривается на экране электроннолучевого индикатора. С помощью блока 5 компенсации, представляющего собой, перестраиваемый частотный фильтр (как правило, нижних частот), форму принятого импульса корректируют до совпадения с формой импульса, запомненного в блоке 8 при измерении с образцом 3, причем компенсации подлежит только часть импульса от момента его начала до порогового уровня (уровень срабатывания отсчетного устройства 9) .

После завершения компенсации снимают показание отсчетного устройства

9, в результате чего получается числовое значение М(.

Очевидно, что величина дТ =

М„ — М есть погрешность, которую нужйо добавить к полученной ранее величине для .получения уточненного результата измерения, Строго говоря, блок 5 компенсации искажений сигнала создает дополнительную задержку сигнала в измерительном тракте, однако эта задержка имеет систематический характер, легко определяется заранее и исключается из результата измерения путем внесения соответствующей поправки.

Таким образом, в заявляемом устройстве погрешность измерения по

>/ сравнению с известным устройством существенно снижается, причем выигрыш в точности тем больше, чем неоднород- ней исйытываемый материал и чем силь- нее искажаются в нем сигналы.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени распространения акустических сигналов, содержащее генератор импульсов воз— буждения и синхронизации излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель и отсчетное устройство с электроннолучевым индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности измерений в крупноструктурных материалах, в него введены блок компенсации искажений сигналов и блок запоминания и воспроизведения сигнала, причем блок компенсации включен последовательно с усилителем, а блок запоминания и воспроизведения — параллельно с электроннолучевым индикатором.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Геоакустика. Сб. под ред.

Ризниченко Ю.В., М., Наука, 19бб, с. 135-139.

2. Технические условия ИО

2.043.013.ТУ на прибор УК-10П завода Электроточприбор, Кишинев, 1973 (прототип).

705400

5 составитель Э. Волконский

Редактор М. Минаев Текред О.Анщ>ейко Корректор Т ° Скворцова

Заказ 8 >3/а,, Тираж б88 Подписное

Ц ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

А А А а с °

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4