SU1040406A1 - Устройство дл измерени скорости ультразвука - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее .последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов и излучающий пьезопреобразователь , первый и второй приемные пьезопреобразователи, первый и вто|ю Гусилители , соединенные каждый своим первым входом с соответствующим приемным пьезопреобразователем, первый и второй формирователи импуль-, сов, соединенный с ними формирователь временных интервёшов, соединенный с ним первым входом блок статистической обработки, соединенный с его первым выходом своим первым входом . блок автоматики, соединенный вторым входом с синхронизатором, генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, соединенный первый входом с первым выходом блока автсж атики, и соединенный со счетчиком импуль- ., сов первым входом индикатор, своим вторым входом соединённый с первым выходом блока атоматики, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности процесса измерений оно снабжено первым коммутатором, соединенным первым и вторым входами с выходами соответственно первого и второго усилителей, I соединенных своими вторыми входами с соответственно первым ивторым входами этого коммутатора, соединенного третьим входом с-синхронизатором , третьим выходом - с первым входом первого формировател  цмпульсов, а чёТёертым выходом с первым входом второго формиро- вател  импульсов,а формирователи импульсов соединены вторыми входами с синхронизатором, вторым коммутатором , соединенным первым входом с первым выходом блока автоматики , а вторыми входом и выходом соответственно со вторыми выходом И входом блока статистической обраО ) ботки,первым задатчиком масштаба, соединенным входом с выходом генератора счётных импульсов, вторым задатчиком масштаба/ соединенным входом с первым выходом второго коммутатора, згщатчиком крда базы, соединенным пэрэым входом с.вторым выходом блока автоматики, вторым 4 входом - с первым выходом этого блока, а третьим и четвертым входал О ми - соостветственно с выходами ни первого и второго задатчиков масштаба , блФком делени , соединенным О первым входом с третьим выходом блока Ф статистической обработки,а вторым входом - с первым выходом автоматики, арифметическим блоком , соединенным первым входом с блоком делени , вторым входом - с первым выходом блока автоматики, третьим-входом - с вторым выходом . этого же блока, а четвертым входом с выходом згщатчика кода базы, соединенным .с выходом арифметического блока первым входом, третьим коммутатором , соединенным вторым входом с четвертым выходом блока статисг тической обработки, третьим входом с первым выходом блока автоматики,

Description

а выходом - со вторым входом счетчика импульсов, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока статистической обработки,выход формировател  временных интервалов соединен с

третьим входом блока автоматики, соединенного первым выходом с четвертым входом блока статистической обработки, а третьим выходом-- с треть-им входом счетчика импульсов.

Изобретение относитс  к технике ультразвуковых нераэрушаквдих испыт ний, в частности дл  контрол  качества -неметаллических материалов. Известен ультразвуковой дефекто скоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, гевератор ультразвуковых колебаний и пер дающий пьезопреобразеватель, после довательно соединенные приемный . пьезопреобразователь, усилитель, формирователь кода и блок делени  генератор счетных импульсов, один из входов которого подключен ко второму входу формировател  кодагу третий вход которого св зан с синх ронизатором, задатчик кода базы, подключенный ко второму входу блок делени , индикатор, последовательн соединенные другой формирователь кода, один из входов которого подключен к вь1ходу усилител , а другой - к второму входу генератора счетных импульсов, -дополнительный блок делени  и дополнительный задатчик кода, соединенный со вторым входом дополнительного блока д лени . Дефектоскоп позвол ет в ручном режиме теневым способом измер ть скорость распространени  ультразвука 1}. Недостатками известного дефекто скопа  вл ютс  низка  достоверность контрол , обусловленна - отсутствием статистической обработки информации, и низка  производитель ность,,св занна  с повышением врем измерени  при увеличении толщины контролируемого материала. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройЬтво дл  измерени  скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов и излучающий пьезопреобразоваталь , первый и второй приемные пье преобразователи, первый и второй усилители, соединенные каждый своим входом с соответствующим приемн пьезопреобразователем, первый и второй формирователи импульсов, со линейный с ними формирователь време ных интервалов, соединенный с ним пер входом блок статистической обработки, соединенный с его первым выходом своим первым входом блок автоматики , соединенный вторым входом с синхронизатором , генератор счетных импульсов , счетчик импульсов, соединенный первым входом с первым выходом блока автоматики, и соединенный со счетчиком импульсов первым входом индикатор, своим вторым выходом соединенный с первым выходом блока автойатики. В указанном устройстве осуществл етс  статистическа  рбработка информации,что позвол ет повысить надежность измерений 2). Недостатком данного устройства  вл етс  низка  производительность контрол , обусловленна  тем, что при увеличении базы возрастает врем  измерени , а оператор должен вручную вычисл ть скорость ультразвука . Цель изобретени  - повышение производитель ности процесса измерений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий пьезопреобразователь/ первый и второй . приемные пьезопреобразователи,первый и второй усилители, соединенные каждый своим первым входом с соответСТВУЮ1ДИМ приемным пьезопреобразователем , первый и второй формирователи импульсов, соединенный с ними формирователь временных интервалов, соединенный о ним первым входом блок статистической обработки,соединенный с его первым выходом своим первым входом блок автоматики, соединенный вторым входом с синхронизатором , .генератор счетных импульсов , счетчик импульсов, соединенный первым входом с первым выходом блока автоматики, и соединенный со счетчиком импульсов первым входом индккатор, своим вторым входом соединенный с первым выходом блока автоматики, снабжено первым коммутатором, соединенным первым и вторым входами с выходами соответственно первого и второго усилиплей , соединенных своими вторыми входами с соответственно первым и вторым входами этого коммутатора, соединенного третьим входом с синхронизатором , третьим выходом - с первым входом первого формировател  импульсов, а четвертым выходом - .с первым входом второго фор;(лировател  импульсов, а формирователи .импульсов соединены вторыми входами с синхронизатором/, вторым коммутатором, соединенным первым входом с первым выходом блока автоматики, а вторыми входом и выходом - соответственно с вторым выходом и вхрдом блока статистической обработки, первым задатчиком масштаба, соединенным входом с выходом генератора счетных импульсов, вторым задатчиком масштаба, соединенным входом с первым выходом второго коммутатора , задатчиком кода базы, соединенным первым входом со вторым выходом блока автоматики, вторым входом - с первым выходом этого блока, а третьим и четвертым входами - соответственнр с выходами первого и. второго задатчиков масштаба, блоком делени , соединенным первым входом с третьим выходом блока.статистический обработки, а вторым входом - с первым выходом блока автома1тики, арифметическим блоком, соединенным первым входом с блоком делени , вторым входом - с первым выходом блока автоматики , третьим входом - со вторым вы- ходом этого же блока, а четвертым входом - с выходом задатчика кода базы, соединенным с выходом арифметического блока первым входом, треть им коммутатором, соединенным вторым вхрдом с четвертым выходом блока статистической обработки, третьим входом - с первым выходом блока с1втоматкй , а выходом - со вторым входом счетчика импульсов, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока статистической обработки выход формировател  временных Kt xepвалов соединен с третьим входом блок автоматики, соединенного первым выходом с четвертым входом блока статистической обработки,-а третьим выходом . - с третьт1м входом счетчику и:мпульсов .

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временнйе диаграммы работы устройства, ; гре а - импульсы синхронизации; . ., о - сигнал/ прин тый первым пр образэателем; В - импульс Пуск, сформированный из первого полупериода сигнала первого преобразовател -; г - сигнал, прин тый вторым преобразователем; д- импульс Стоп , сформированный из первого полупериода сигнала второго преобразовател ;

импульсы синхронизации в другом мастабе; е-- временные интервалы; - KO измерени  УЗК при статистике 100; - код временг. измерени  УЗК при статистике 10; и- код времени при статистике 100, деленный на 10; код времени при статистике 10, деленный на 10;к-кол времени, подаваемый на счетчик; А - первый код базы при статистике 100; л.- первый код базы при статистике .10;/А2 второй код базы при статистике 100; Л-,- второй код базы при статистике 10;м - код скорости С1, полученный в результате делени  1-го кода базы при статистике 100 на код времени измерени  УЗК при статистике 100; ,- код скорости С1, полученный в результате делени  1-го кода базы при статистике 10 на код времени при статистике 10,- деленный на 10; «2-код скорости С1, полученный в результате делени  2-го кода базы при статистике 100 на код времени при статистике 100, деленный на 10; код скорости С1, полученный в результате делени .2-го кода базы при статистике 10 на код времени при статистике 10, деленный на 10; jH - импульс Гашение; О - импульс Запись при статистике 100; 0.импульс Запись при статистике 10; п - импульс Сброс,

Устройство дл  измерени  скорост ультразвука содержит синхронизатор генератор 2 зондирующих импульсов, первый 3 и второй 4 усилители, первый коммутатор 5, первый 6 и второй 7 формирователи импульсов, формирователь 8 временных интервалов , генератор 9 счетных импульсов, индикатор 10, счетчик 11 импулЬсов, Задатчик 12 кода базы, блок 13 автоматики , блок 14 статистической обработки, блок 15 делени , арифметический блок 16, второй коммутатор 17, первый задатч ик 18 масштаба , третий коммутатор 19, второй задатчик 20 масштаба, излучающий пьезопреобразрватель 21, первый 22 и второй 23 приемные пьезопреобразователи ...

Синхронизатор 1 соединен с генегратором 2 зондирующих импульсов, , который подключен к излучающему пьезопреобразователю 21.

Первый 3 и второй 4 усилители соединены каждый своим первым входом с соответствующим приемным преобразователем 22 и 23. Первый коммутатор 5 соединен первым и вторым входами с выходами усилителей 3 и 4 соединенными своими вторыми входами с соответственно первым и вторым выходами этого коммутатора. Третий вход первого коммутатора 5 подключе к синхронизатору 1, а третий.и четвертый выходы соединены с первыми

входами формирователей 6 и 7 импульсов , вторые входы которых соединены с синхронизатором 1, а, выходы со входами и Стоп формировател  8 временных интервалов.

Блок 14 статистической обработки первым входом соединен с формирователем 8 временных интервалов/ входом - со вторым выходом второго коммутатора 17, третьим входом - с выходом генератора 9 счетных импульсов/ четвертым входом - с первым выходом блока 13 автоматики, а первым выходом - с первым входом блока 13 автоматики, вторым выходом - со вторым входом второго коммутатора 1 третьим выходом - с первым входом блока 15 делени , четвёртым выходом - со вторым входом третьего коммутатора 19,

Арифметический блок 16 соединен первым входом с выходом блока 15 делени , вторым входом - с первым выходом блока 13 автоматики, третьим входом - со вторым выходом этого блка , четвертым входом - с выходом задатчика 12 кода базы, а выходом с первым входом третьего коммутато-. ра 19. Блок 13 автоматики соеди нен вторым входом с синхронизатором 1, третьим входом - с формирователем 8 временных интервалов, первым выходом - с первым входом второго коммутатора 17, вторым входом блока 15 делени , третьим входом третьего коммутатора 19, вторым входом индикатора 10 и вторым входом задатчика 12 кода базы, вторым выходом - с первым входом задатчика 12 кода ба;зы, третьим выходом - с третьим входом счетчика 1 импульсов. Генератор 9 счетных импульсов соединен с первым задатчиком 18 масштаба, выход которого соединен с третьим входом задатчика 12 кода базы. Счетчик 11 импульсов соединен вторым входом с выходом третьего коммутатора 19, а выходом - с первым входом индикатора 10 Второй задатчик 20 масштаба соедине входом с первым выходом второго коммутатора 17, ,а выходом - с четвер«« тым входом задатчика 12 кода базы.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы (а) е частотой следовани  120Гц, которые запускают генератор 2 зондирующих импульсов, возбуждающий излучающий преобразователь,посылающий ультразвуковую волну в изделие.

Эта волна принимаетс  первым 22 и вторым 23 приемными преобразовател ми , которые преобразуют ее в электрические сигналы (S) и (г), усиливаемые усилител ми 3 и 4,которые управл ютс  с помощью первого

коммутатора 5, предназначенного дл  установлени  режима контрол  теневогЬ или двухбазового и дл  установлени  необходимой величины усилени . /

Электрические сигналы с выхода первого коммутатора 5 поступают на формирователи 6 и 7,которые преобразуют синусоидальный сигнал в пр моугольные импульсы и из первых  о времени импульсов формируют короткие импульсы i Пуск и Стоп ,licKSfeча  прохождение на входы Пуск и Стоп формировател  8 времен-ных интервалов других импульсов.

Временной интервал, сформированный импульсами Пуск и Стоп, равен времени прохождени  ультразвуковой волной базового рассто ни  -Лоб,

Импульсы синхронизации (о) и (dj поступают на второй вход блока 13 автоматики (с), который формирует импульс окончани  цикла измерени , временное положение которого соответствует каждому 512-му .синхроимпульсу , представл ющему собой импульс Сброс (И).

На третий вход блока 13 автоматики поступсшт временные инт ервалы (е), из которых (в зависимости от режима контрол ) формируютс  короткие импульсы (О или О,) Запись , используемые дл  задани  начала формировани  кодов базы. Временные интервалы поступают также на вход,. блока 14 статистичес1сой обработки, где в зависимости от режима статистической обработкй выдел ют. 100 или 10 временных интервалов, заполн йт их счетными импульсами (ж) или (Ж;,) , общее количество которых представл ет собой код времени измерени  УЗК при статистической обработке 100 (ж) или 10 (ж) временных промежутков. Дл  определени  скорости ультразвука по формуле С d/t необходимо задать базу в виде цифрового кода а N Ifl (где N - любое число от 1 до 999), Сформироваинь1й код базы (л,л,Х или л поступает иа вход арифметического блока . 16, куда до этого и помощью импульса (S) или (5), поступающего с блока 13 автоматики, записан код времени (И) или (-j), В результате делени  кода базы {о) на код времени (и) на выходе арифмегического блока получают величину, представл ющую собой скорость распространени  УЗК в изделии,

Задатчик 18 масштаба определ ет частоту счетиых импульсов,, котора  может быть либо 10 МГц, либо 5 МГц, либо 1 МГц в зависимости от условий контрол  и характеристик контролируемых изделий, С помощью задатчика 20 масштаба, управл ющего числом разр дов , имеющихс  в задатчике 12 кода базы, код, задаваемый в миллиметрах

трехзначным числом от 1 до 999, может быть умножен либо на единицу, либо на О,1.

Таким образом, с помощью задатчика 20 масштаба можно задать базу в миллиметрах с точностью до ± 1 мм, либо t 0,1 мм в.зарисимости от условий контрол .

При этом общее врем , необхрдимое дл  формировани  кода базы в любом случае не должно превышать 3 с с тем чтобы врем  одной индикации не превышало установленного дл  прибора рабочего цикла равного 4,24 с.

Устройством можно измер ть как скорость, так и врем  распространени  УЗК, в зависимости от состо ни  второго KOMN yTaTopa 17.

Изменение масштаба кода времени и кода рассто ни  с помощью двух задатчиков 18 и 20 масштаба позвол ет проводить измерени  скорости и времени распространени  УЗК при увеличении базы без увеличени  длительности цикла измерени  и с сохранением заданной допустимой, относительной погрешности в пределах 0,1%

Использование предлагаемого изобретени  позвол ет повысить произ,водительность контрол  путем оптимизации операций статистической обработки и расчета скорости ультразвука .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее •последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий пьезопреобразователь, первый и второй приемные пьезопреобразователи, первый и второТГ'усилители, соединенные каждый своим первым входом с соответствующим приемным пьезопреобразователем, первый и второй формирователи импуль-. сов, соединенный с ними формирователь временных интервалов, соединенный с ним первым входом блок статисти· ческой обработки, соединенный с его первым выходом своим первым входом блок автоматики, соединенный вторым входом с синхронизатором, генератор счетных импульсов, счетчик · импульсов, соединенный первый входом с первым выходом блока’ автоматики, и соединенный со счетчиком импуль- . сов первым входом индикатор, своим вторым входом соединённый с первым выходом блока атоматики, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса измерений оно снабжено первым коммутатором, соединенным первым и вторым входами с выходами соответственно первого и второго усилителей, I соединенных своими вторыми входами с соответственно первым и вторым входами этого коммутатора, соединенного третьим входом с синхронизатором, третьим выходом — с первым входом первого формирователя рмпульсов, а четвертым выходом — р первым входом второго формиро·*·· вателя импульсов,а формирователи импульсов соединены вторыми входами с синхронизатором, вторым коммутатором, соединенным первым входом с первым выходом блока автоматики, а вторыми входам и выходом — соответственно со вторыми выходом § и входом блока статистической обработки, первым задатчиком масштаба, соединенным входом с выходом генератора счётных импульсов, вторым задатчиком масштаба/ соединенным входом с первым выходом второго коммутатора, задатчиком кода базы, соединенным первым входом с.вторым выходом блока автоматики, вторым входом — с первым выходом этого блока, а третьим и четвертым входа*· ми — соответственно с выходами первого и второго задатчиков масштаба, блоком деления, соединенным первым входом с третьим выходом блока статистической обработки,а вторым в'хо-‘ дом - с первым выходом - блока автоматики, арифметическим блоком, соединенным первым входом с блоком деления, вторым входом — с первым выходом блока автоматики, третьим входом — с вторым выходом . этого же блока, а четвертым входом — с выходом задатчика кода базы, соединенным >с выходом арифметического блока первым входом, третьим коммутатором, соединенным вторым входом с четвертым выходом блока статисг тической обработки, третьим входом с первым выходом блока автоматики,

   SU ,„4040406 а выходом - со вторым входом сче<гчика импульсов, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока статистической обработки,выход формирователя временных интервалов соединен с \ третьим входом блока автоматики, соединенного первым выходом с четвертым входом блока статистической обработки, а третьим выходом·- с третьим входом счетчика импульсов.