2 i/ Opublikowano dnia 26 wrzesnia 19&9 r, 5" S3^ A«A O £ A dnia 26 wrzesnia 19&9 r.BlbL!OTEK/7 SA &*•;'¦.• l.:-' ^ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 42406 RI. 42 k, 49/02 Polska Akademia Nauk *) (Instytut Podstawowych Problemów Techniki) Warszawa, Polska Urzadzenie do badania materialów budowlanych w szczególnosci betonów, za pomoca (al sprezystych Patent trwa od dnia 6 kwietnia 1959 r.Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do badania materialów budowlanych, w szczegól¬ nosci betonów za pomoca fal sprezystych (aku¬ stycznych i ultradzwiekowych).W dotychczas znanych urzadzeniach tego ro¬ dzaju stosuje sie impulsy fal sprezystych, wy¬ sylane i odbiecane przez przetworniki elektro¬ akustyczne. Pomiar czasu przejscia tych fal przez badany material pozwala na okreslenie jego wlasciwosci, np. wytrzymalosci. Pomiar ten odbywa sie za pomoca lampy oscyloskopo¬ wej, na której oprócz impulsu odebranych fal uwidocznione sa równiez znczniki czasu. Elek¬ tronowe uklady wytwarzajace te znaczniki uru¬ chamiane sa równoczesnie ze startem podstawy czasu.Rozwiazanie takie posiada te niedogodnosc, ze przebiegi elektryczne w ukladach wytwarza¬ jacych znaczniki ustalaja sie powoli, dlatego *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Dr Leszek FilipczynskL tez pierwsze znaczniki obarczane sa bledem, który zanika dopiero po pewnym czasie. -Nie¬ dogodnosc te, która moze byc przyczyna ble¬ dów w ocenie badanego materialu, usuwa urza¬ dzenie wedlug wynalazku, polegajace na za¬ stosowaniu stale pracujacego generatora wiel¬ kiej czestotliwosci, otrzymane napiecie którego zostaje odpowiednio przeksztalcane na znacz¬ niki czasil Poniewaz uklady ksztaltujace znacz¬ niki czasu pracuja w sposób ciagly, wyelimi¬ nowane zostaja w ten sposób bledy wystepuja¬ ce w dotychczasowych ukladach podczas usta¬ lania sie przebiegów.Ponadto wskutek starzenia sie elementów ukladu takich jak opory, kondensatory, lampy itp. zmieniaja sie odstepy czasowe miedzy znacz¬ nikami czasu, co równiez jest przyczyna bledów przy badaniu materialów. Aby tego uniknac urzadzenie wedlug wynalazku jest zaopatrzone w oscylator piezoelektryczny, za pomoca któ¬ rego utrzymuje sie stalosc czestotliwosci wy¬ twarzanej przez wspomniany generator. W ten* sposób zostaje utrzymana stalosc czestotliwosci powtarzania znaczników, czyli inaczej mówiac znaczniki czasu utrzymuja ciagle wlasciwe od¬ leglosci czasowe.Do pomiarów materialów o malych grubos¬ ciach rzadu cm oraz grubosciach duzych rzedu n% nalezy zastosowac znaczniki o róznych od¬ stepach czasowych, przy czym kazdy z róznych rodzajów tych znaczników powinien spelniac omówione "wyzej warunki pod wzgledem sta¬ losci i dokladnosci. Aby to osiagnac, urzadze¬ nie wedlug wynalazku posiada uklady dzielace czestotliwosc powtarzania znaczników, których stalosc odstepów czasowych zostala juz osiag¬ nieta przez zastosowanie oscylatora piezoelek¬ trycznego, jako stabilizatora czestotliwosci ge¬ neratora wielkiej czestotliwosci.Jedynym bledem, który moze byc wniesiony przez uklady dzielace jest zmiana stosunku dzielenia, która jest latwo zauwazalna na pod¬ stawie czasu i która moze byc natychmiast skorygowana przez regulacje ukladu dzielacego.W ten sposób wszystkie rodzaje znaczników czasu osiagaja wymagana stalosc i dokladnosc.Aby znaczniki czasu mogly sluzyc do odczy¬ tu czasu przejscia impulsu fal sprezystych przez badany element, start podstawy czasu powinien byc zsynchronizowany ze znacznikami. W celu realizacji tego warunku wedlug wynalazku, sto¬ suje sie podzielenie czestotliwosci powtarzania znaczników czasu. Uzyskany w ten sposób im¬ puls synchronizujacy o odpowiednio malej cze¬ stotliwosci powoduje start podstawy czasu.Ten podzial czestotliwosci powtarzania znacz¬ ników uzyskuje sie w urzadzeniu wedlug wy¬ nalazku przez zastosowanie generatorów samo- dlawnych oraz multiwibratorów.W dotychczas stosowanych urzadzeniach cze¬ stotliwosc powtarzania impulsów wytwarza¬ nych fal jest stala. Rozwiazanie takie wyka¬ zuje wade, polegajaca na trudnosciach w inter¬ pretacji otrzymanych oscylogramów. Czesto bo¬ wiem przy badania materialów o malym tlu¬ mieniu impulsy fal, odbijajace sie wielokrotnie wewnatrz materialu, znikaja po bardzo dlugim czasie przewyzszajacym okres powtarzania im¬ pulsów nadawanych. W takim przypadku na ekranie lampy oscyloskopowej wystepuja impul¬ sy pochodzace z aktualnego i z poprzedniego okresu powtarzania. Zjawisko to utrudnia, a nie¬ kiedy uniemozliwia przeprowadzenie pomiaru.Aby temu zapobiec wedlug wynalazku stosu¬ je sie zmieniana czestotliwosc powtarzania im¬ pulsów nadajnika, wskutek czego podczas zmia¬ ny czestotliwosci powtarzania impulsy wystepu¬ jace na ekranie lampy oscyloskopowej pozosta¬ ja nieruchome — o ile pochodza z aktualnego okresu powtarzania, natomiast zmieniaja swe polozenie o ile pochodza z poprzednich okresów powtarzania. Pozwala to na eliminacje blednych wskazan aparatury.Nastepna z kolei wada wystepujaca w do¬ tychczas stosowanych urzadzeniach jest jedno- czesnosc startu podstawy czasu oraz zadzia¬ lania nadajnika. Jednoczesnosc ta nigdy nie jest bardzo dokladna, a wskutek starzenia sie ele¬ mentów aparatury lub wskutek uszkodzen mo¬ ze zostac naruszona. Powoduje to bledy pomia¬ rowe niekiedy bardzo duze, których wykonu¬ jacy pomiar nie moze oszacowac. Aby temu zapobiec urzadzenie wedlug wynalazku jest za¬ opatrzone w uklad opózniajacy, który powodu¬ je zadzialanie nadajnika pózniejsze niz chwila startu podstawy czasu. Dzieki temu chwila za¬ dzialania nadajnika moze byc dokladnie odczy¬ tana na podstawie czasu i uwzgledniona na¬ stepnie przy odczycie chwili odbioru fal ultra¬ dzwiekowych.Do wytwarzania fal sprezystych stosuje sie przetworniki elektromechaniczne róznego typu, np. z tytanianu baru, magnetostykcyjne z soli Seignette'a itp. Stosowane dotychczas z soli Seignette'a przetworniki posiadaja te wade, ze ich elektryczna impedencja wejsciowa jest du¬ za, co utrudnia ich dopasowanie do zespolów elektrycznych aparatury, wskutek czego wy- promieniowana moc jest niewielka.Niedogodnosc te usuwa urzadzenie wedlug wynalazku przez podzielenie przetworników na szereg plytek, które zostaja nastepnie polaczo¬ ne elektrycznie w ukladzie równoleglym, gdyz podzial taki zmniejsza elektryczna impedencje wejsciowa, wskutek czego nastepuje zwieksze¬ nie mocy wytwarzanych fal sprezystych. PL