SU1143972A1

SU1143972A1 - Device for measuring pile length

Info

Publication number: SU1143972A1
Application number: SU833590943A
Authority: SU
Inventors: Игорь Измаилович Вайншток; Владимир Семенович Лернер; Вячеслав Дмитриевич Алексеев
Original assignee: Всесоюзный Институт По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой"
Priority date: 1983-05-16
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1985-03-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН ТРУБ, содержащее блок запуска, генератор, обратйквдй ультразвуковой преобразователь, усилитель, соединенный с выходом обратимого ультразвукового преобразовател , и измеритель временного интервала, от л ич а ю « е е с тем, что, с целью повышени точности измерений, оно снабжено последовательно соедивенньши триггером Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора, триггером запуска, второй вход которого соединён с выходом блока запуска, триггером длительности,выход которого соединен с вторьм входом усилител и с первым входом измерител временного интервала, и электронньм ключом, второй вход которого соеди- г нен с выходом генератора, а выход с входом обратимого ультразвукового преобразовател , первым элементом ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом блока запуска, второй вход с выходом триггера ИМитта,выход с вторым входом триггера длительности , последовательно соединенными блоком обработки, вход которого соединен с выходом усилител , фазовым Дискриминатором, первым генератором строб-импульсов, элементом И и триггером остановки, выход которого соединен с вторьвл входом измерител временного интервала, последовательно соединенными вторым генератором строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора , и элементом НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, вторым элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго генератора строб-импульсов, второй вход - с выходом блоКа запуска,выход - с вторым входом триггера остановки , третий вход измерител вреliii менного интервала соединен с выходом РО блока запуска. со оA PIPE MEASURING DEVICE, containing a start-up unit, a generator, an inverter ultrasonic transducer, an amplifier connected to the output of a reversible ultrasonic transducer, and a time interval meter, so as to improve the accuracy of measurements supplied in series with a Schmitt trigger, whose input is connected to the generator output, a trigger trigger, the second input of which is connected to the output of the launcher, a duration trigger, the output of which is connected to the second in an amplifier with both the first input of the time interval meter and an electronic key, the second input of which is connected to the generator output, and the output to the input of a reversible ultrasonic converter, the first OR element, the first input of which is connected to the output of the trigger unit, the second input to the output IMitt trigger, output with a second duration trigger input, serially connected by a processing unit whose input is connected to an amplifier output, a phase discriminator, a first strobe pulse generator, an And and a Trig element ger stop, the output of which is connected to the second input of the time interval meter, connected in series by a second strobe pulse generator, the input of which is connected to the output of the phase discriminator, and an element NOT, the output of which is connected to the second input of the element AND, the second element OR, the first input of which is connected with the output of the second strobe pulse generator, the second input - with the start-up block output, the output - with the second input of the stop trigger, the third input of the time interval meter is connected to the output of the RO bl start up. with about

Description

ИэЬбретение относитс к измерительной технике и может ыть использовано дл измерени длин труб. Известно устройство дл измерени длин труб, содержащее блок запуска, генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилитель, соединенг ый с выходом обратимогр ультразвукового преобразовател , и измеритель временного интервала ij . Недостатком известного устройства вл етс низка точность измерений . Цель изобретени - повышение точ ности измерений. Поставленна цель достигаетс тем что устройство дл измерени длин труб, содержащее блок запуска,.генератор , обратимый ультразвуковой преобразователь , усилители, соединенный с, выходом обратимого ультразвукового преобразовател , и измеритель временного интервала, снабжено последовательно соединенными триггером Шмитта, вход которого соединен с вы ходом генератора,триггером запуска, второй вход которого соединен с выходом блока запуска, триггером длительности, выход которого соединен с вторым входом усилител и с первым входом измерител временного интервала, и электронным ключом второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом обратимого ультразвукового преобразовател , первым элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока запуска, второй вход с выходом триггера Шмитта, выход с вторым входом триггера длительно сти , последовательно соединенными блоком обработки, вход которого сое динен с выходом усилител , фазовым дискриминатором, первым генератором строб-импульсов, элементом И и триггером остановки, выход которого сое динен с вторьм входом измерител временного интервала, последователь соединенными вторым генератором строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискримина тора, .н элементом НЕ, выход которог соединен с вторым входом элемента И вторым элементом ИЛИ, первый вход которого, соединен с выходом второго генератора строб-импульсов, второй вход - с выходом блока запуска, выход - с вторьм входом триггера оста новки, третий вход измерител време ного интервала соединен с выходом блока запуска. На фиг.1 изображена блок-схема . устройства дл измерени длин труб; на фиг.2 - временные диаграммы устройства . Устройство дл измерени длин тр содержит блок 1 запуска, генератор обратимый ультразвуковой преобразователь 3, усилитель 4, соединенный с выходом обратлглого ультразвукового преобразовател 3, измеритель 5 временного интервала, последовательно соединенные триггер б Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора 2, триггер 7 запуска,второй вход которого соединен с выходом блока 1 запуска, триггер 8.длительности, выход которого соединен с вторым входом усилител 4 и с первшл входом измерител 5 временного интервала , и электронный ключ 9, второ.й вход которого соединен с выходом генератора 2, а выход - с входом обратимого ультразвукового преобразовател 3.Устройство содержит также элемент ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом блока 1 запуска, второй вход - с выходом триггера 6 Шмитта,выход - с вторым входом Триггера 8 длительности, последовательно соединенные блок 11 обработки , вход которого соединен с выходом усилител 4, фазовый дискриминатор 12, перевый генератор 13 строб-импульсов, элемент И 14 и триггер 15 остановки, выход которого соединен с вторым входом измерител 5 временного интервала, последовательно соединенные второй генератор 16 строб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 12, и элемент НЕ 17, выход которого соединен с вторым входом элемента И 14, второй элемент ИЛИ 18, первый вход которого соединен с выходом второго генератора 16 строб-импульсов , второй вход - с выходом блока 1 запуска, выход - с вторым входом триггера 15 остановки, третий вход измерител 5 временного интервала соединен с выходом блока 1 запуска. Устройство дл измерени длин труб работает следующим обоазом. БЛОК 1 запуска формирует одиночны импульс 19 запуска (фиг.2). Напр жение синусоидальной формы 20 с выхода генератора 2 наступает на триггер 6 Шмитта, которьй преобразует его в пр моугольные импульсы 21. На триггер 7 запуска поступают импульсы 19 с блока 1 запуска и импульсы 21 с выхода триггера 6 Шмктта , которые своими положительными фронтами формируют импульс 22. Отрицательный ФРОНТ этого импульса перебрасывает триггер 8 длительности , а возвращение его в исходное состо ние производитс очередным отрицательным фронтом импульсов 21 с выхода триггера б иьчитта через элемент ИЛИ 10. В результате на выходе триггера 8 длительности формируетс импульс 23, которыйThe presentation is related to measurement technology and can be used to measure pipe lengths. A device for measuring tube lengths is known, comprising a starting unit, a generator, a reversible ultrasonic transducer, an amplifier connected to the output of a reversible ultrasonic transducer, and a time interval meter ij. A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. The goal is achieved by the fact that a device for measuring tube lengths containing a starting unit, a generator, a reversible ultrasound transducer, amplifiers connected to the output of a reversible ultrasonic converter, and a time interval meter are equipped with a Schmitt trigger connected in series with an input of the generator trigger trigger, the second input of which is connected to the output of the launcher, trigger duration, the output of which is connected to the second input of the amplifier and the first input from Timer, and an electronic key whose second input is connected to the generator output, and the output to the input of a reversible ultrasonic transducer, the first OR element, the first input of which is connected to the output of the trigger unit, the second input to the Schmitt trigger output, the output to the second trigger input connected by a processing unit whose input is connected to the amplifier output, phase discriminator, the first strobe pulse generator, the AND element and the stop trigger, the output of which is It is connected with the second input of the time interval meter, the successor connected by the second strobe pulse generator, the input of which is connected to the phase discrimination output of the torus, is NOT the element, the output of which is connected to the second input of the element AND the second element OR, the first input of which is connected to the output of the second the strobe pulse generator, the second input — with the output of the start-up unit, the output — with the second input of the stop trigger, the third input of the time interval meter is connected to the output of the start-up unit. 1 shows a block diagram. devices for measuring pipe lengths; figure 2 - timing charts of the device. The device for measuring the lengths of tr contains a start-up unit 1, a reversible ultrasound transducer 3, an amplifier 4 connected to the output of an ultrasonic transducer 3, a time interval meter 5 connected in series by a Schmitt trigger b, the input of which is connected to the output of the generator 2, a trigger trigger 7, the second input of which is connected to the output of the start-up unit 1, a trigger 8.distance, the output of which is connected to the second input of the amplifier 4 and to the first input of the meter 5 of the time interval, and the electronic key 9, the second input of which is connected to the output of the generator 2, and the output to the input of a reversible ultrasonic transducer 3. The device also contains the element OR 10, the first input of which is connected to the output of the trigger unit 1, the second input to the output of Schmitt trigger 6, output - with the second input of the Trigger 8 duration, serially connected processing unit 11, the input of which is connected to the output of the amplifier 4, phase discriminator 12, alternating the strobe pulse generator 13, the element 14 and the stop trigger 15, the output of which is connected to the second input of the meter 5 time interval, connected in series to the second generator 16 strobe pulses, the input of which is connected to the output of the phase discriminator 12, and the element NOT 17, the output of which is connected to the second input of the element 14, the second element OR 18, the first input of which is connected to the output of the second generator 16 strobe pulses, the second input - with the output of the start-up unit 1, the output - with the second input of the stop trigger 15, the third input of the time interval meter 5 is connected to the output of the start-up unit 1. A device for measuring pipe lengths operates as follows. The start block 1 generates a single start pulse 19 (FIG. 2). A sinusoidal voltage 20 from the generator 2 output is triggered by a Schmitt trigger 6, which converts it into square pulses 21. The trigger trigger 7 receives pulses 19 from trigger block 1 and pulses 21 from Schmktt trigger output 6, which generate impulses with their positive fronts 22. The negative FRONT of this impulse throws the trigger 8 of duration, and its return to the initial state is performed by the next negative front of pulses 21 from the output of the trigger by reading through the OR element 10. As a result, at the output trigger duration 8, pulse 23 is generated, which

управл ет электронным ключом 9, вы-реза из синусоидального напр жени 20, подаваемого с выхода генератора 2, половину периода синусоидального напр жени 24. Этим напрп жением возбуждаетс обратимай ультразвуковой преобразователь.3.controls the electronic key 9, cut from the sinusoidal voltage 20 supplied from the output of the generator 2, half the period of the sinusoidal voltage 24. This voltage excites a reversible ultrasonic transducer.

Дл обеспечени распрострэнени в трубе (не обозначена) плоской звуковой волны диапазон работы генератора 2 выбирают из услови i Г 0,5У/ где i - частота электрических синусоидальных колебаний, на выходе генератора 2; V - скорость распространени звуковой волны; d - диаметр трубы.To ensure the distribution in the tube (not indicated) of a flat sound wave, the operating range of generator 2 is chosen from the condition i Г 0.5У / where i is the frequency of electrical sinusoidal oscillations, at the output of generator 2; V is the speed of propagation of the sound wave; d is the diameter of the pipe.

Импульс 23 с выхода триггера 8 длительности поступает на второй вход усилител 4 и запирает последний на врем действи зондирующего импульса 25. С момента воздействи положительного фронта импульса 23 с выхода триггера 8 на первый вход измерител 5 временного интервала начинаетс процесс измерени времени распространени звука в . Обратимый ультразвуковой преобразователь 3 принимает эхо-сигнал от конца трубы с абсолютно жесткой крынкой (не обозначена ) . Потом этот сигнал усиливаетс усилителем 4. и нормализуетс по амплитуде в блоке 11 обработки. Импульсы 26 с выхода блока 11 обработки поступают на фазовый дискриминатор 12, который запускает второй генератор 16 строб-импульсов в момент времени t( прихода положительной полуволны импульса 26 и запускает первый генератор 13 стробимпульсов в момент времени t прихода отрицательной полуволны импульса . Второй генератор строб-импульсов вырабатывает импульсы 27 5 длительностью Т , а первый генератор 13 строб-импульсов вырабатывает импульс 28 длительностью Т,, .Pulse 23 from the output of the trigger 8 is supplied to the second input of the amplifier 4 and locks the last for the duration of the action of the probe pulse 25. From the moment the positive edge of the pulse 23 is applied, the output of the trigger 8 to the first input of the meter 5 begins to measure the propagation time of the sound. Reversible ultrasonic transducer 3 receives an echo signal from the end of the pipe with an absolutely rigid flap (not indicated). This signal is then amplified by amplifier 4. and normalized in amplitude in processing block 11. The pulses 26 from the output of the processing unit 11 enter the phase discriminator 12, which starts the second strobe pulse generator 16 at time t (the arrival of the positive half-wave of pulse 26 and starts the first strobe pulse generator 13 at the time t of the arrival of the negative half-wave pulse. The second strobe generator pulses produces pulses 27 5 duration T, and the first generator 13 strobe pulses produces a pulse 28 duration T ,,.

При поступлении эхо-импульсаUpon receipt of the echo pulse

0 от стыкового соединени труб, имеющего положительную пол рность первого полупериода, на выходе элемента НЕ 17 не будет импульсов. Если первый полупериод эхо-импульса имеет отрицательную пол рность, то положительный фронт импульса 29 с выхода элемента И 14 перебросит триггер 15 остановки, который возвращаетс в исходное состо ние положительным фронтом импульсов 27, с выхода второго генератора 16 стробимпульсов через второй элемент ИЛИ 18. Остановка измерител 5 временного интервала производитс положительным фронтом импульса 29.0 from the butt joint of pipes with a positive polarity of the first half period, there will be no pulses at the output of the element HE 17. If the first half-period of the echo pulse has a negative polarity, then the positive edge of the pulse 29 from the output of the element 14 will transfer the stop trigger 15, which returns to its initial state by the positive edge of the pulses 27, from the output of the second generator 16 strobe pulses through the second element OR 18. Stop The time interval meter 5 is produced by a positive pulse front 29.

В результате измеритель 5 врем нного интервала измер ет длительность импульса 30, соответствующую времени распространени звука в трубе.As a result, the time interval meter 5 measures the pulse duration 30, corresponding to the sound propagation time in the pipe.

Использование устройства дл Using the device for

0 измерени длин труб позвол ет повысить точность измерений за счет возбуждени преобразовател импульсом в виде половины периода синусоидальных колебаний и за счет выделени отрицательной фазы эхо-сигнала от конца трубы с абсолютно жесткой крышкой.The measurement of tube lengths makes it possible to increase the measurement accuracy by exciting the converter with a pulse in the form of half a period of sinusoidal oscillations and by separating the negative phase of the echo signal from the end of the tube with a completely rigid lid.

Фиг.FIG.

Claims

DEVICE FOR MEASURING PIPE LENGTHS, comprising a trigger unit, a generator, a reversible ultrasonic transducer, an amplifier connected to the output of a reversible ultrasonic transducer, and a time interval meter, in order to improve the accuracy of measurements , it is equipped with a Schmitt trigger connected in series, the input of which is connected to the output of the generator, a trigger »» trigger, the second input of which is connected to the output of the trigger block, a duration trigger, the output of which is connected to the second input of the trigger divisor and to the first input temporary interval meter, and an electronic key, the second input of which soedi- | nen with the generator output, and the output with the input of the reversible ultrasonic transducer, the first OR element, the first input of which is connected to the output of the trigger unit, the second input with the output of the Mmitt trigger, the output with the second input of the duration trigger, connected in series with the processing unit, the input of which is connected to the output amplifier, phase discriminator, first strobe generator, element And stop trigger, the output of which is connected to the second input of the time interval meter, sequentially connected w the second strobe generator, whose input is connected to the output of the phase discriminator, and the element NOT, the output of which is connected to the second input of the AND element, the second OR element, the first input of which is connected to the output of the second strobe generator, the second input to the output of the trigger unit , output - with the second input of the stop trigger, the third input of the time interval meter is connected to the output of the start block.

' 4