PL65702B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XI.1972 65702 KI. 21e,13/32 MKP GOlr 13/32 Twórca wynalazku: Marcin Przybylowicz Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Doswiadczalny Bu¬ dowy Aparatury Naukowej UNIPAN), Warszawa (Polska) Uklad do wytwarzania i zmiany obszarów selekcji czasowej impulsów w impulsowych urzadzeniach ultradzwiekowych Przedmiotem wynalazku jest uklad do wytwa¬ rzania i zmiany obszarów selekcji czasowej impul¬ sów w impulsowych urzadzeniach ultradzwieko¬ wych.W nieniszczacych badaniach materialów metoda¬ mi ultradzwiekowymi oraz przy pomiarach predko¬ sci i tlumienia fal ultradzwiekowych w osrodkach sprezystych wystepuje czesto zagadnienie kontroli pewnych obszarów materialu w taki sposób, aby po¬ jawienie sie impulsu ultradzwiekowego w danym zakresie bylo przez urzadzenie sygnalizowane lub przeksztalcane na wielkosci elektryczne takie 'jak napiecie lub prad staly proporcjonalne do ampli¬ tudy impulsu ultradzwiekowego. Do tego celu sluzy w defektoskopach ultradzwiekowych uklad tak zwa¬ nego monitora. Jest to urzadzenie wytwarzajace im¬ puls bramkujacy synchronicznie z czestotliwoscia repetycji impulsu nadawczego, przy czym opóznienie wzgledem impulsu nadawczego i czas trwania tego impulsu powinny byc latwo regulowane w szero¬ kich granicach. Impuls bramki powinien byc widocz¬ ny na ekranie wskaznika defektoskopu.Odbierane impulsy sygnalów ultradzwiekowych, pojawiajace sie w czasie trwania impulsu bramku¬ jacego oraz przeksztalcone na impulsy elektryczne, przechodza przez bramke monitora i moga byc wy¬ korzystane do" uruchomienia urzadzen sygnalizacyj¬ nych jak równiez do przeksztalcenia na dowolne in¬ ne wielkosci w celu rejestracji. Wskutek tego istnie¬ je mozliwosc ciaglej kontrili powtarzalnych elemen- 10 15 20 30 tów materialowych bez koniecznosci stalej obser* wacji ekranu wskaznika.W dotychczasowych rozwiazaniach ukladów wy¬ twarzajacych impuls bramkujacy przewazajaca czesc stanowia uklady skladajace sie z multiwibratorów monostabilnych zsynchronizowanych z impulsem na¬ dawczym. Jeden z multiwibratorów wytwarza im¬ puls zadajacy poczatek bramki monitora, odpowied¬ nio opózniony w stosunku do impulsu nadawczego, a takze wyzwala drugi multiwibrator, który z kolei okresla moment zakonczenia bramki. Obydwa multi- wibratory sa przestrajane w pewnym ograniczonym zakresie. Caly zakres selekcji podzielony jest tu na podzakresy, które wybiera sie skokowo przez zalaczenie kazdorazowo odpowiednich elementów w obwodach multiwibratorów.Znane sa takze rozwiazania, w których start pod¬ stawy czasu okresla moment otwarcia bramki badz tez moment uruchomienia pierwszego multiwibra- tora monostabilnego. Mozna wreszcie w ogóle zre¬ zygnowac z szerokiego zakresu zmian i nie wpro¬ wadzac do ukladów multiwibratorów przelacznika zmieniajacego wartosci elementów, pogarsza to jed¬ nak zdecydowanie czytelnosc odczytu lub wrecz uniemozliwia odczyt, gdy w badanym obszarze sa znane zródla odbic, jednak nie bedace wadami ma¬ terialu.Wada znanych rozwiazan jest trudnosc w uzyska¬ niu szerokiego zakresu zmian bramki monitora na osi podstawy czasu, a takze trudnosc w zmianie sze- 6570265702 3 4 rokosci tej bramki. Wynika to ze skomplikowanego dotychczas ukladu elektronicznego, z koniecznosci stosowania przelaczników wielopolozeniowych i do¬ bierania elementów przelaczanych, a ponadto z nie¬ dokladnosci oraz zawodnosci tych elementów.Celem wynalazku jest taki uklad do wytwarzania i zmiany impulsów bramkujacych, który bylby ukladem prostszym lecz i bardziej niezawodnym w dzialaniu oraz który umozliwialby pokrycie im¬ pulsem bramkujacym calego obszaru penetracji w zasiegu urzadzenia przy czym obszar bramki móglby byc zmieniany w szerokich granicach.Cel ten osiagniety zostal w ukladzie do wytwa¬ rzania i zmiany obszarów selekcji czasowej impul¬ sów wedlug niniejszego wynalazku. Zgodnie z wy¬ nalazkiem uklad ten stanowia dolaczone do wyjscia generatora podstawy czasu dwa równolegle tory z których kazdy tor zawiera polaczone ze soba sze¬ regowo czlon regulujacy, sumator oraz detektor po¬ ziomu z tym, ze z generatorem podstawy czasu po¬ laczone jest jedno z dwu wejsc kazdego sumatora.Wyjscia detektorów poziomu obu torów dolaczone sa do wejsc wspólnego zespolu formujacego, którego wyjscie polaczone jest z plytkami odchylania pio¬ nowego lampy oscyloskopowej. Kazdy z czlonów regulujacych sklada sie ze zródla napiecia stalego do którego równolegle dolaczony jest potencjometr a szeregowo ze zródlem i potencjometrem polaczony jest rezystor. Oba czlony regulujace polaczone sa miedzy soba w ten sposób, ze suwak potencjometru czlonu regulujacego pierwszego toru polaczony jest z punktem wspólnego polaczenia zródla i potencjo¬ metru czlonu regulujacego drugiego toru. Ponadto suwak potencjometru czlonu regulujacego pierwsze¬ go toru polaczony jest z drugim z dwu wejsc su¬ matora pierwszego toru, zas suwak potencjometru czlonu regulujacego drugiego toru polaczony jest z drugim z dwu wejsc sumatora drugiego toru.' W odmianie ukladu wedlug wynalazku równole¬ gle z potencjometrami polaczone sa diody Zenera oraz jest jedno, wspólne dla obu czlonów reguluja¬ cych zródlo napiecia stalego. Zródlo to jednym bie¬ gunem dolaczone jest do punktu wspólnego pola¬ czenia potencjometru z dioda Zenera w czlonie regulujacym pierwszego toru, drugim biegunem na¬ tomiast dolaczone jest do rezystorów w obu czlo¬ nach regulujacych.Korzyscia techniczna ukladu wedlug wynalazku jest przede wszystkim fakt wyeliminowania elemen¬ tów przelaczanych i przelaczników. Korzyscia jest równiez to, ze stabilnosc czasowa impulsów bram¬ kujacych w ukladzie wedlug wynalazku nie zalezy od zasiegu defektoskopu; regulacja odbywa sie przez zmiane stalych napiec, zas impuls bramki mo¬ nitora jest zawsze widoczny na ekranie wskaznika oscyloskopowego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu do wytwarza¬ nia i zmiany obszarów selekcji czasowej impulsów, fig. 2 przedstawia graficznie przebiegi w poszcze¬ gólnych, oznaczonych punktach ukladu z fig. 1, fig. 3 przedstawia schemat ideowy odmiany czlonów regulujacych, a fig. 4 przedstawia schemat ideDwy odmiany czlonów regulujacych z fig. 3.Uklad do wytwarzania i zmiany obszarów selekcji czasowej impulsów wedlug wynalazku sklada sie z dwóch równoleglych torów dolaczonych do wyj¬ scia generatora 1 podstawy czasu. Jeden tor sklada 5 sie z polaczonych szeregowo sumatora 2, czlonu re¬ gulujacego 3 oraz detektora poziomu 4, drugi tor sklada sie z polaczonych takze szeregowo sumatora 5, czlonu regulujacego 6 i detektora poziomu 7. Su¬ matory 2 i 5 maja kazdy po dwa wejscia. Jednym z tych wejsc kazdy sumator 2 i 5 dolaczony jest do wyjscia generatora 1 podstawy czasu. Oba tory maja jeden wspólny zespól formujacy 8, z którego wejsciami polaczone sa wyjscia detektorów poziomu 4 i 7. Wyjscie zespolu formujacego 8 doprowadzone jest do plytek odchylania pionowego lampy oscylo¬ skopowej.Czlony regulujace 3 i 6, pokazane na fig. 3, skla¬ daja sie kazdy ze zródla napiecia stalego do którego równolegle dolaczony jest potencjometr, a szerego¬ wo ze zródlem i potencjometrem polaczony jest re¬ zystor. W przykladzie wykonania, czlon regulujacy 3 zbudowany jest ze zródla 9 napiecia stalego, poten¬ cjometru 10 i rezystora 11, natomiast czlon regulu¬ jacy 6 zbudowany jest ze zródla 12, potencjometru 13 i rezystora 14. Drugie konce rezystorów 11 i 14 znajduja sie na jednym, tym samym potencjale.Czlony regulujace 3 i 6 polaczone sa miedzy soba w ten sposób, ze suwak potencjometru 10 czlonu re¬ gulujacego 3 polaczony jest z punktem wspólnego polaczenia zródla 12 i potencjometru 13 czlonu re¬ gulujacego 6. Oprócz tego suwak potencjometru 10 dolaczony jest do drugiego z dwu wejsc sumatora 2, a suwak potencjometru 13 dolaczony jest do dru¬ giego z dwu wejsc sumatora 5.W odmianie wykonania wedlug wynalazku, poka¬ zanej na fig. 4, czlony regulujace 3 i 6 maja jedno, wspólne zródlo 15 napiecia stalego, natomiast zró¬ dla 9 i 12 zastapione sa diodami Zenera 16.Dzialanie ukladu wedlug wynalazku opisano ni¬ zej. Generator 1 podstawy czasu wytwarza napiecie o ksztalcie impulsu z liniowo narastajacym zboczem.Napiecie to jest przykladane na plytki odchylania poziomego lampy oscyloskopowej oraz na jedno z dwóch wejsc kazdego z sumatorów 2 i 5.Na drugie wejscia sumatorów 2 i 5 doprowadzane sa napiecia wytwarzane w czlonach regulujacych 3 i 6. W wyniku tego na wyjsciu sumatora 2 uzy¬ skiwane jest napiecie U2, natomiast na wyjsciu su¬ matora 5 uzyskiwane jest napiecie U5 (fig. 2). Przed¬ stawione na fig. 2 napiecia U2 i U5 (liniami ciagly¬ mi) dotycza przypadku, gdy napiecie na wyjsciu czlonu regulujacego 3 jest wieksze od napiecia na wyjsciu czlonu regulujacego 6.Napiecie U2 z sumatora 2 przykladane jest na wejscie detektora poziomu 4, natomiast napiecie U5 z sumatora 5 doprowadzane jest na wejscie detek¬ tora poziomu 7. Detektory poziomu 4 i 7 dzialaja w ten sposób, ze na wyjsciu kazdego z nich uzyskuje sie napiecie stale, zmieniajace skokowo swoja war¬ tosc w momencie, gdy napiecie wejsciowe przekro¬ czy zalozone napiecie progowe U . Napiecie UD pro¬ gu zadzialania obu detektorów 4 i 7 jest identyczne i jest oznaczone na fig. 2.Napiecia U 4 i U7 doprowadzane sa do dwóch wejsc zespolu formujacego 8. Na wyjsciu tego ze- 15 20 25 30 2o 40 45 50 55 60 /65702 6 spolu uzyskuje sie napiecie U8 w postaci impulsu prostokatnego, którego poczatek przypada w mo¬ mencie t zmiany wartosci napiecia U4 z detektora poziomu 4, natomiast koniec przypada w momencie t, zmiany wartosci napiecia U7 z detektora pozio¬ mu 7. Róznica momentów czasowych tk—tD wy¬ znacza obszar selekcji czasowej impulsów omawia¬ nego urzadzenia; sygnal napiecia U8 nazywany jest bramka monitora.Zmiana wartosci napiecia stalego na wyjsciu czlo¬ nu regulujacego 3 powoduje zmiane wartosci sy¬ gnalu na wyjsciu sumatora 2. Na fig. 2 zaznaczono przykladowo napiecie U2' po zmianie wartosci na¬ piecia czlonu 3. Zmiana wartosci napiecia na wyj¬ sciu czlonu regulujacego 3, przy niezmienionej po¬ zycji suwaka potencjometru 13 czlonu 6, powoduje identyczna zmiane wartosci napiecia na wyjsciu czlonu regulujacego 6. Wskutek tego na wyjsciu sumatora 5 sygnal zostaje zmieniony o wartosc identyczna z wartoscia zmiany sygnalu z sumatora 2. Napiecie to oznaczono na fig. 2 jako napiecie U5.Efektem omówionych wyzej . zmian sa napiecia U4' i U7' na wyjsciach detektorów poziomu 4 i 7.Skokowa zmiana wartosci tych napiec nastepuje w momentach t , i tk,. Na wyjsciu zespolu formuja¬ cego 8 wytwarzany jest impuls bramki U8', którego poczatek przypada w momencie t , a koniec w mo¬ mencie tk,. Interwal czasowy tk, — tp, jest równy interwalowi czasowemu t, —t co oznacza, ze obszar k p ' selekcji czasowej urzadzenia pozostal bez zmiany, nastapila natomiast zmiana polozenia tego obszaru w obrebie podstawy czasu.Zmiana potencjometrem 13 napiecia wyjsciowego czlonu regulujacego 6 dokonana bez zmiany pozycji potencjometru 10 czlonu 3 powoduje zmiane war¬ tosci sygnalu na wyjsciu sumatora 5 do wartosci przykladowo U5". Zmiana ta nie wplywa jednak na wartosc napiecia wyjsciowego czlonu regulujacego 3, zatem wartosc sygnalu na wyjsciu sumatora 2 pozostaje niezmieniona. Momenty czasowe odpowia¬ dajace poczatkowi i koncowi bramki monitora dla tego przypadku oznaczono tp i tk„ , a sygnal bramki monitora uzyskany na wyjsciu zespolu formujacego 8, jako U8". Obszar selekcji czasowej w tym przy¬ padku obejmuje interwal tk„ — t . Oznacza to, ze nastapilo rozszerzenie obszaru selekcji bez zmiany polozenia poczatku wzgledem podstawy czasu.Jezeli po ustaleniu szerokosci bramki oraz jej po¬ lozenia na osi podstawy czasu nastapi zmiana szyb¬ kosci narastania napiecia z generatora 1 podstawy czasu, wówczas szerokosc bramki i jej polozenie ulegna zmianie proporcjonalnie do zmiany tej predkosci. Oznacza to, ze proporcje szerokosci i po- 5 lozenia bramki na osi nowej podstawy czasu beda zachowane analogicznie w stosunku do podstawy czasu, przy której zostaly ustalone. 10 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do wytwarzania i zmiany obszarów se¬ lekcji czasowej impulsów w impulsowych urzadze¬ niach ultradzwiekowych zawierajacy generator pod¬ stawy czasu i lampe oscyloskopowa, znamienny tym, 15 ze stanowia go dolaczone do wyjscia generatora (1) podstawy czasu dwa równolegle tory, z których kazdy tor zawiera polaczone ze soba szeregowo czlon regulujacy (3 i 6), sumator (2 i 5) oraz detek¬ tor poziomu (4 i 7) z tym, ze z generatora (1) pod- 20 stawy czasu polaczone jest jedno z dwu wejsc kaz¬ dego sumatora (2 i 5), zas wyjscia detektorów po¬ ziomu (4 i 7) obu torów dolaczone sa do wejsc wspólnego zespolu formujacego (8), którego wyjscie polaczone jest z plytkami odchylania pionowego 25 lampy oscyloskopowej.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kaz¬ dy z czlonów regulujacych (3 i 6) sklada sie ze zródla (9, 12) napiecia stalego do którego równo¬ legle dolaczony jest potencjometr (10, 13) a szere- 30 gowo ze zródlem i potencjometrem polaczony jest rezystor (11, 14), natomiast oba czlony regulujace (3 i 6) polaczone sa miedzy soba w ten sposób, ze suwak potencjometru (10) czlonu regulujacego (3) polaczony jest z punktem wspólnego polaczenia 35 zródla (12) i potencjometru (13) czlonu regulujacego (6), a ponadto suwak potencjometru (10) czlonu re¬ gulujacego (3) polaczony jest z drugim z dwu wejsc sumatora (2), zas suwak potencjometru (13) czlonu regulujacego (6) polaczony jest z drugim z dwu 40 wejsc sumatora (5).

3. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienna tym, ze równolegle z potencjometrami (10 i 13) polaczone sa diody Zenera (16) oraz jest jedno, wspólne dla obu czlonów regulujacych (3 i 6) zró- 45 dlo (15) napiecia stalego jednym biegunem dolaczone do punktu wspólnego polaczenia potencjometru (10) z dioda Zenera (16) w czlonie regulujacym (3), dru¬ gim biegunem natomiast dolaczone do rezystorów (11 i 14) w obu czlonach regulujacych (3 i 6).KI. 21e, 13/32 65702 MKP GOlr 13/32 oKI. 21e, 13/32 65702 MKP.GOlr 13/32 Ufl« i Fig. 2KI. 21e, 13/32 65702 MKP GOlr 13/32 Fig. A KZG 1, z. 264 72 — 200 Cena zl 10.— PL PL