Дифференциальное ультразвуковоеустройство для измерения технологи-ческих параметров по скоростиультразвука

Дифференциальное ультразвуковоеустройство для измерения технологи-ческих параметров по скоростиультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ()815617

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сециалистмчесиих республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 22.05.79 (21) 2767090/18-10 (Я1)Я. К,в.

3 с присоединением заявки,%(23) Приоритет

С 01 Й 29/00

Гвсударстееннмй нем»тат

СССР не делам наебретений н атлрмтн»

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень рй 11

Дата опубликования описания 23.03,81 (53) УДК534.22 (088.8 ) Л. -A..-Гдадков г

),:., !

Б. А. Иванов, В. И. Ручкин, Ю. А. Скрипник и А, И. Лавриненко (72) Авторы изобретения

БЫ

Киевский технологический институт легкой п ышлен (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ПО СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле технологических параметров по скорости распространения ультразвука.

Известны устройства для контроля технологических параметров по скорости рас. 5 пространения ультразвука, в которых измерения производятся путем сравнения времени прохождения ультразвука в измерительном синхрокольцевом канале и в ка1О нале, содержащем образцовую меру Щ

Эти устройства характеризуются относительно малым диапазоном измерения и невысокой точностью из-за использования аналоговой обработки выходногo HH pMQ

15 ционного сигнала, которая приводит к погрешности измерения за-счет влияния нестабильности параметров выходных целей устройства и питающих напряжений.

Наиболее близким по технической сущ26 ности к предлагаемому является устройство, содержащее измерительный и образцовый акустические каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные синхронизируемый генератор, излучающий и приемный влектроакустические преобразователи, усилитель, и формирователь импульсов, а также задаклций генератор, делитель частоты, первый и второй триггеры сравнения и отсчетный блок (2

Недостатком устройства является существенная погрешность, связанная,с ограниченностью быстродействия триггеров, сравнивающих близкие друг другу временные интервалы.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и повышение точности измерений контролируемого те-„нологического параметра.

Поставленная цель достигается за счет того, что дифференциальное ультразвуковое устройство снабжено реверсивным счетчиком импульсов и схемой ИЛИ, âõîаы которых соединены с выходами форми» рователей импульсов измерительного и образцового каналов, цепью задержки, вход которой соединен с выходом схемы ИЛИ через делитель частоты, и тремя управля10

25 за

35 а

55 емым и вентилями, прич ем входы первого вентиля соединены соответственно с выходами задающего генератора и первого триггера, а выход соединен со входом синхронизируемого генератора измерительного канала, входы второго вентиля соединены соответственно с выходами формирователя импульсов измерительного канала и второго триггера, а выход соединен со входом синхронизируемого генератора образцового канала, входы третьего вентиля соединены соответственно с выходами задающего генератора и второго триггера, а выход соединен со счетным входом реверсивного сч етчик а им ну льсов, первый вход первого триггера соединен с выходом цепи задержки, с первым входом второго триггера и вторым счетным входом реверсивного счетчика импульсов, вы ход которого соединен со входом отсчетного блока, второй вход первого триггера соединен со входом синхронизируемого генератора измерительного канала и выходом формирователя импульсов образцового канала, второй вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты„ второй вход которого соединен с выходом второго триггера.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два акустических канала, измерительный 1 и образцовый 2, каждый иэ которых включает последователь

1 но соединенные вентили 3 и 3, синхронизируемые генераторы 4 и 4, излучаю1 щие 5 и 5 и приемные 6 и 6 ) пьезопре-! ,образователи, между которыми находятся контролируемая 7 и образцовая 7 среды, усилители 8 и 8, формирователи импульf сов 9 и 9, а также задающий генератор

10, первый и второй триггеры 11 и 12, схему ИЛИ 13, делитель частоты 14 на заданное четное число, реверсивный счетчик 15 импул.сов, третий вентиль 16, цепь 17 задержки, цифровое отсчетное устройство 18, причем измерительный и образцовый каналы соединены своими входами и выходами перекрестие, образуя акустико-электронный мультивибратор.

Устройство работает следующим образом.

B момент подачи запускающего импуль-, са с выхода задающего генератора 10 через открытый вентиль 3, ждущий генератор 4 вырабатывает зондирующий импульс, который пройдя через излучающий преобразователь 5, исследуемую среду 7, приемный преобразователь 6, усилитель

8, гоступает с выхода формирователя

9 одновременно на схему HlIH 13 и управляющий (суммирующий) вход реверсивного, счетчика 15, на счетный вход которого через открытый вентиль 16 подаются импульсы задающего генератора 10.

При этом начинается подсчет импульсов последнего. Процесс суммирования импульсов продолжается до тех пор, пока на второй управляющий вход счетчика 15 не поступит импульс по цепи образцового акустико-электронного канала 2 (рециркулятора).

С приходом этого импульса счетчик

15 переключается в режим вычитания.

Этот периодический процесс поочередного суммирования и вычитания импульсов за. дающего генератора определяется интервалами времени 4 и (, ъ прохождения циркулирующего импульса по замкнутому контуру измерительного 1 и образцового

2 каналов и продолжается до тех пор, пока управляющий импульс с триггера 12 не разорвет контур рециркуляции, заперев вентиль 3. Уровень сигнала, поступающего на управляющие входы реверсивного счетчика выбирается таким, чтобы исключить ложное срабатывание его от импульса, прошедшего непосредственно по цепи рециркуляции от вентиля 3 к счетчику 15, Лвтоматическое управление контуром рециркуляции осуществляется с помощью делителя 14 частоты импульсов рециркуляции на заданное четное число 2 д и цепи 17 задержки.. При поступлении на вход делителя 14 2>- го импульса, с его выхода импульс управления попадает на запрещающий вход управляющего триггера

12) выходной уровень которого приводит делитель 14 частоты в исходное (нулевое) состояние и запирает вентили 3 и 16.

Полученный результат измерения фиксируется при этом на цифровом отсчетном устройстве 18 и определяется соотношением где Й - числовой результат измерения;

2Q - постоянная делителя 14частоты; — частота задающего генератора 10у - - разность интервалов времени

Е прохождения импульса рециркуляции по каналам 1 и 2.

Бремя индикации результата измерений определяется временем задержки цепи 17, по истечении которого выходной импульс делителя 14 частоты поступает иа вход сброса счетчика 15, а также на разрешающие входы триггеров 11 и 12. В ре815617 6 вход которой соединен с выходом схемы

ИЛИ через делитель частоты, и тремя управляемыми вентилями, причем входы первого вентиля соединены соответствен» но с выходами заданлцего генератора и первого триггера, а выход соединен со входом синхронизируемого генератора измерительного канала, входы второго вентиля соединены соответственно с выходами формир вателя импульсов измеритель. ного канала и второго триггера, а выход соединен.со входом синхронизируемого генератора образцового канала, входы третьего вентиля соединены соответственно с выходами задающего генератора и второго триггера, а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика импуль-. сов, первый вход первого триггера соединен с выходом цепи задержки, с первым входом второго триггера и вторым счетным входом реверсивного счетчика импульсов, выход которого соединен со входом отсчетного блока, второй вход первого триггера соединен со входом синхронизируемого генератора импульсов образцово » го канала, второй вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом второго триггера. зультате чего восстанавливаются связи цепей рециркуляции, импульса запуска и счетного эыкода реверсивного счетчика 15.

Наличие вентилей 3 и 16 предотвращает ложное срабатывание реверсивного счетчика 15 от импульсов задающего генератора 10.

Переход от амплитудной селекции, применяемой в известном устройстве к временной и использование цифрового метода 1ô накопителя результата позволяет повысить точность измерения контролируемого технологического параметра и увеличить быстродействие устройства.

Формула изобретения

4 дифференциальное ультразвуковое уст ройство для измерения технологических уй параметров по скорости ультразвука, содержащее измерительный и образцовый акустические каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные синхронизируемый генератор, излучающий и. 2S приемный электроакустические преобразователи, усилитель и формирователь импульсов, а также задающий генератор, делитель частоты, первый и второй триггеры сравнения и отсчетный блок, о т л и — зя ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности измерений, оно снабжено реверсивным счетчиком импульсов и схемой ИЛИ, входы которых соединены с выходами формирователей импульсов измерительного и образцового каналов, цепью задержки, Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И. 345429, кл. 9 01 Я 29/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

И 360604, кл. Я 01 Я 29/00, 1970 (прототип) .

Составитель Е. Литвинов

Редактор А. Шишкина Техред М.Федорнак, КоррректорС. Шомак .Заказ 1026/73 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

12.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4