Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний

Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ASÒÎÐCÊÎ Ó СВИДЕТЕЛ С У (»>994974

Союз Советских

Социалистичвсиих

Рвснублик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 02. 07. 81 (21) 33 1 3203/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.83.Бюллетень № 5 (5i)M. К.>т.

G 01 и 29/00

Геаударетве»»ьй кам»тет

СССР вв делам »эаарете»»» . и атерытий (53) УДK 534.222 (088. 8) Дата опубликования описания 07.02.83

% >

В.В.Кудактин, И.А.Танкибаев и С.Айтжанов,: ! .1

° >;," .-д т

K.;,,. ;;;, -. (?2) Авторы изобретения (?I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ЗАТУХАНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для измерения скорости распространения и затухания ультразвуковых коле5 баний в твердых и жидких телах. .Известен измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний, содержащий генера тор зондирующих импульсов, два пре" образователя, усилитель, фазовращатель, регулятор напряжения и переключатель (1 ).

Недостатком известного устройства является ограниченная воэможность

его применения, так .как-оно непри-годно для измерения затухания ультразвука в твердых телах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига- го емому результату является цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний, содержащий последовательно сое

2 ди ненные синхронизатор, излучающий преобразователь, первый приемный преобразователь, усилитель, первый блок выделения первого полупериода и преобразователь время - код, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй приемный преобразователь и второй блок выделения первого полупериода f 2 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность и производительность измерений, ввиду того, что амплитуды первых полупериодов устанавливаются с помощью аттеню аторов вручную.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель снабжен коммутатором, два входа которого подключены к приемным преобразователям, третий вход, - к второму выходу синхронизатора, а выход - к первому вхо10

3Î

3 994 ду усилителя, формирователем сигнала автоматической регулировки усиления (А.P.Ó.),. вход которого подключен к выходу первого блока выделения первого полупериода, а. выход - к второму входу усилителя, и преобразователем амплитуда - время, включеннмм между вторым блоком выделения первого полупериода и преобразователем времякод, первый вход второго блока выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора, а четвертый выход последнего соединен с вторыми входами блоков выделения первого полупериода.

На чертеже представлена блок-схема измерителя.

Измеритель содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, излучающий преобразователь 2, первый приемный преобразователь 3, усилитель 4, первый блок 5 выделения первого полупериода и преобразователь

6 время †. код, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, второй приемный преобразователь 7 и второй блок 8 выделения первого полупериода, коммутатор 9, два входа кото рого подключены к приемным преобразователям 3 и 7, третий вход - к второму выходу синхронизатора 1, а выход к первому входу усилителя 4, формирователь 10 сигнала автоматической регулировки усиления (А.P.Ó.), вход которого подключен к выходу первого блока 5 выделения первого полупериода, а выход — к второму: входу усилителя 4, и преобразователь 11 амплитуда - время, включенный между вторым блоком 8 выделения первого полупериода и преобразователем 6 вре" мя — код. Первый вход второго блока

8 выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора 1, а четвертый выход синхронизатора 1 соединен с вторыми:входами блоков 5 и 8 выделения первого полупериода. формирователь 10 сигнала автоматической регулировки усиления (А.Р.У.) выполнен в виде последовательно соединенных амплитудных детектора 12 и усилителя 13. Преобразователь 11 амплитуда - время выполнен в виде последовательно соединенных амплитудных детектора 14 и преобразователя 15 напряжение - частота.

Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразвуковых колебаний работает следующим образом, Синхронизатор 1 возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно запускает преобразователь 6 время - код. Ультразвуковые колебания, распространяясь в исследуемом образце 16, достигают приемных преобразователей 3 и 7; которые преобразуют их в электрические сигналы, отличающиеся по амплитуде и по временному сдвигу первой полуволны относительно запускающих импульсов из-за различного расстояния до излучающего преобразователя 2.

Коммутатор 9, управляемый синхронизатором 1, подает на вход усилителя 4 поочередно сигналы с выходов приемных пьезопреобразователей

3и7 °

C выхода усилителя 4 усиленные сигналы поступают на блоки 5 и 8 вы. деления первых полупериодов, управляемые сигналами синхронизатора 1., блок 5 пропускает на выход только импульсы первых полупериодов, преобразованных приемным пьезопреобразователем 3, аналогично блок 8 — им1 пульсы первых полупериодов, преобразованных приемным преобразователем 7. С выхода блока 5 импульсные сигналы поступают на вход амплитудного детектора 12, преобразующего их в постоянное напряжение, уровень которого пропорционален амплитудам импульсов первых полупериодов. Постоянное напряжение поступает на вход усилителя 13, с выхода которого усиленный сигнал поступает на управляющий вход усилителя 4 и изменяего его коэффициент усиления так, что. бы поддерживать амплитуду импульсов на выходе блока 5 постоянной, 45

Импульсы с выхода блока,5 выделения первого полупериода поступают на вход преобразователя 6 время-код. В режиме измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний преобразователь 6 время - .код измеряет ю интервал времени между запускающими импульсами, поступающими на вход преобразователя 6 время - код с выхода синхронизатора 1 и импульсами с выхода блока 5 выделения первого полупериода.

По измеренному значению временного интервала может быть вычислена

Формула изобретения

Цифровой измеритель скорости распространения и затухания ультразву-.ковых колебаний, содержащий последова-. тельно соединенные синхронизатор, излучающий преобразователь,,первый при- емный преобразователь, усилитель, первый блок выделения первого полупериода и преобразователь время - код, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй приемный преобразователь и второй блок выделе" ния первого полупериода, о т A ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен коммутатором, два входа которого подключены к приемным преобразователям, третий вход - к второму выходу синхронизатора, а выход - к первому входу усилителя, формирователем сигнала автоматической регулировки усиления, вход которого подключен к выходу первого блока выделения первого полупериода, а выход -к второму входу усилителя, и преобразователем Амплитуда - время, включенным между вторым блоком выделения первого полупериода и ïðåобразователем время - код, первый вход второго блока выделения первого полупериода подключен к третьему выходу синхронизатора, .а четвертый выход последнего соединен с вторыми входами блоков выделения первого полупериода.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. -Авторское свидетельство СССР

И 584242, кл. G 01; и 29/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 211133» кл. 6 01 и 29/00, 1966 .(прототип).

5 . = . -:99497 скорость распространения ультразвукевых колебаний:

1.

Т1 где Ч - скорость распространения ультразвуковых колебанийу

Т„ - интервал времени;

- расстояние от излучающего

I пьезопреобразователя 2 до приемного пьезопреобразова- о теля 3.

Импульсные сигналы с выхода блока

8 поступают на вход амплитудного детектора 14, преобразующего их в по.стоянное напряжение, пропорциональ- !5 ное амплитудам импульсов первых.по" лупериодов. Постоянное напряжение с выхода амплитудного детектора 14 поступает на вход преобразователя 1.5 напряжение - частота, с выхода кото- 20 рого периодический сигнал с частотой

F поступает на вход преобразователя

6. По измеренному;.значению частоты: может быть вычислен коэффициент затухания ультразвуковых колебаний . 2з

1 2

Вп 1

2 где оС - коэффициент затухания уль" тразвуковых колебаний

- расстояние от излучающего ЗО пьезопреобразователя 2 до приемного:пьезопреобразователя 3;:

L2 - расстояние от излучающего пьезопреобразователя 2 до приемного пьезопреобразователя 7>

U - уровень постоянного напря1 жения на выходе амплитудного детектора 14;

U<. - уровень постоянного напряже. ния на выходе амплитудного детектора 12.

Так как 02сопзй, а Г=К„0„, где

F - частота периодического сйгнала на выходе пьезопреобразователя 15 на-. пряжение - частота, то

К сС= Кд.9п

11 где К и К 2 - постоянные коэффициенты

Изобретение позволяет повысить точность и производительность измерений, 4 6 так как обеспечивает постоянство амплитуд импульсов. первых полупериодов за.счет автоматической регулировки .коэффициента усиления усилителя 4, а также представление результатов измерений затухания ультразвука: в цифро". вой форме.

994974

Составитель Л.глущенко

Редактор И.Николайчук Техред И. Гайду Корректор Е.Рошко

Закаэ 630/28 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4