Устройство для измерения времени распространения ультразвука

Патент 932274

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Сотоз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22)Заявлено 10. 10.80 (2))2991283/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 0l Н 5/00

G 01 М 29/00 (Ьеударстеенный кевентетССОР

Ilo делам неабретеннй н открытнй

ОпУбликовано 30. 05. 82. Бюллетень №20

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УДК534 22 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С, Лернер, И. И. Вайншток и В. А. В (7I) Заявитель

Московский автомобильно-дорожный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля иэделий в машиностроительной и других отраслях промышленности..

Известно устройство для измерения времени распространения ультразвука, содержащее синхронизатор, генератор импульсов, излучающий и приIO емный акустические преобразователи, усилитель, пороговые устройства, триггер длительности, генератор.запретных импульсов, схему антисовпадений и преобразователь временного

15 интервала в код Clg.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения времени распространения ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и триггер, вто-, рой вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, и последовательно соединенные генератор опорной частоты, селектор и счетчик (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, 1. обусловленная задержкой саспространения ультразвука в .контактных слоях смазки.

Цель изобретения - повышение точности измерений времени распространения ультразвука.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными приемно-излучающим преобразователем, подключенным к выходу генератора зондирующих импульсов, схемой совпадения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора» генерато"

932274 э о нимаемых импульсов. Эти импульсы селектируются с помощью схемы 11 совпадения. В режиме настройки производится калибровка генератора 12 эталонного напряжения по эталонным поверхностям. 0 рабочем режиме в схеме 13 сравнения производится сравнение амплитуд импульсов, поступающих от генератора 12 эталонного напряжения и от приемно-излучающего преобразователя 10.

На выходе схемы 13 сравнения формируется напряжение, пропорциональное величине шероховатвсти поверхности изделия. Это напряжение подается на формирователь 14 корректирующего напряжения, переходная характе40 ристика которого позволяет в зависимости от частоты ультразвуковых колебаний формировать напряжение, пропорциональное времени задержки ультразвука в контактных слоях. Импульсы

45 с триггера 6, несущие информацию о полном времени распространении ультразвука, поступают на преобразователь 17 длительность-амплитуда, на выходе которого формируется напряжение, амплитуда которого пропорциональна длительности входного импульса. На ограничитель 15 амплитуды производится ограничение напряжения с выхода преобразователя 17 длительность-амплитуда на величину сигнала с выхода формирователя 14 корректирующего напряжения. Импульсы с выхода ограничителя 15 амплитуды, 3 ра эталонного напряжения схемой сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения, формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды, преобразователем амплитуда-длительность, выход которого соединен с вторым входом селектора,и преобра" зователем длительность-амплитуда, включенным между триггером и ограничителем амплитуды.

На чертеже представлена блок"схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения времени распространения ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3 излучающий и приемный преобразователь 4,усилитель 5 и триггер 6, второй вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора 1, последовательно соединенные генератор 7 опорной частоты, селектор 8 и счетчик 9, последовательно соединенные приемно-излучающий преобразователь

10, подключенный к выходу генератора

2 зондируюцих импульсов, схему 11 со падения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхрониза" тора 1, генератор 12 эталонного напряжения, схему 13 сравнения, второй вход которои соединен с выходом схемы 11 совпадения, формирователь

14 корректирующего напряжения, второй вход которого соединен. с выходом приемного преобразователя 4, ограничитель 15 амплитуды, преобразователь 16 амплитуда-длительность, выход которого соеаинен со вторым входом селектора 8,и преобразователь 17, длительность-амплитуда, включенный между триггером 6 и ограничителем 15 амплитуды.

Устройство работает следуюцим образом.

Генератор 2 зондирующих импульсов запускаясь импульсами с выхода синхронизатора 1, возбуждает излучаю" щий преобразователь 3 и приемно-излучающий дополнительный преобразователь 10. Частота, излучающего преобразователя 3 выбирается такой, чтобы обеспечить измерение времени распространения ультразвука в контролируемом иэделии. Частота собственных колебаний приемно-излучающего

4 преобразователя 10 выбирается такой, чтобы обеспечить распространение ультразвука в среде, окружающей изделие.

Приемно-излучающий преобразователь 10 устанавливается над поверхностью изделия так, чтобы его акустическая ось была нормальна к поверхности. изделия. Ультразвуковой импульс, воспринимаемый приемным преобразователем 4, усиливается в усилителе 5 и осуцествляет сброс триггера

6, запуск которого производится импульсом со второго выхода синхронизатора 1, Триггер 6 формирует интервал времени, пропорциональный суммарному времени распространения ультразвука

s контактных слоях и материале изделия. Импульсы, возбуждаемые преобразователем 10, воспринимаются им после отражения от поверхности иэделия. Изменение шероховатости поверхности приводит к изменению амплитуды воспри5 9322 несущие информацию только о времени распространения ультразвука в изделии, поступают на преобразователь

16 амплитуда-длительность. С выхода преобразователя 16 амплитудадлительность импульсы поступают на селектор 8, за время длительности которых на счетчик 9 подаются импульсы эталонной частоты с генератора 7 опорной частоты. !О

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения времени распространения ультразвука путем автоматической коррекции результатов измерений с 15 учетом задержки в контактных слоях смазки и может быть использовано для измерений времени при деформации изделий.

20 формула изобретения

Устройство для измерения времени

:распространения ультразвука, со- 25 держащее последовательно соединенные синхронизатор генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и триггер, второй вход которого сое- зв динен с вторым выходом синхрониза74 6 тора, и последовательно соединенные генератор опорной частоты, селектор и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений,оно снабжено последовательно соединенными приемноЬ излучающим преобразователем, йодключенным к выходу генератора зондирующих импульсов, схемой совпадения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора, генератора эталонного напряжения, схемой сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения, формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды, преобразователем амплитуда-длительность, выход которого соединен с вторым входом селектора, и преобразователем длительность-амплитуда, включенным между триггером и ограничителем амплитуды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 402734, кл. G 01 N 29!00, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

11 317968, кл. G 01 N 29/00, 1970 (прототип).

932274

Составитель Л. Лущенко

Редактор Ю. Середа Техред Л. Пекарь Корректор А, ДзяткоЗаказ 3761/58 Тираж 505 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3$, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4