SU1265591A1 - Устройство дл измерени времени распространени ультразвука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может .быть использовано дл  определени  физико-механических характеристик строительных конструкций. Целью изобретени   в- . л етс  расширение объема использовани  за счет исключени  кабельной св зи между блоками излучени  и приема ультразвука. В устройстве дл  измерени  времени распространени  ультразвука второй генератор зондирукнцих импульсов возбуждает второй преобразователь . Импульс с.второго генератора поступает на входы первого блока задержки и первого блока управлени . Первый блок задержки вырабатывает импульс длительностью 4t (t „flp ПР врем  распространени  ультразвука в протекторе преобразовател ). Задний фронт импульса с первого блока задержки запускает второй блок задержки , который вырабатывает импульс ( - врем  в течение которо-. го угасают все многократно отраженные ультразвуковые колебани ). Задний фронт импульса с второго блока задержки запускает блок измерений. В блоке измерений с задержкой -4t +t от момента начала работы всего устройства начинаетс  формиро- ; вание измер емого интервала времени. Акустический импульс, излученный вторым преобразователем в изделие, принимаетс  первым преобразователем, с которого через второй усилитель поступает на второй временной селектор . С выхода последнего сигнал поступает на вход третьего блока задерж- д ки, который вырабатывает импульс дли- ® тельностью -tLq задний фронт ко- торого запускает первый генератор импульсов и второй блок управлени . Первый генератор зондирующих импульсов возбуждает первый преобразователь, который излучает ультразвуковой импульс , принимаемый вторым преобразоваг телем. Далее сигнал через последовательно соединенные первый усилитель и первый временный селектор поступает на блок измерений, в котором заканчи- I ваетс  формирование конечного интервала времени Т --2i; +4t +t ком Mjg -пр Ъ°-д где - врем  распространени  ультразвука в контролируемом изделии, из которого определ етс  t . Зна-- . чит длительность измер емого блоком измерени  временного интервала равна T, 2t,, . ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и .может быть использовано для определения физико-механических характеристик строительных конструкций

Цель изобретения - расширение объема использования за счет исключения кабельной связи между блоками излучения и приема.

На чертеже изображено устройство для измерения времени распространения ультразвука.

Устройство для измерения времени распространения ультразвука содер-' жит последовательно электроакустически соединенные первый генератор 1 зондирующих импульсов, первый преобразователь 2, второй преобразователь 3, первый усилитель 4 и первый временной селектор 5, первый блок 6 управления, выходом соединенный с управляющим входом первого временного селектора 5, .первый блок 7 задержки и блок 8 измерений. Устройство также содержит второй генератор 9 •зондирующих импульсов, соединенный с входами второго преобразователя 3, первого блока 6 управления, первого блока 7 задержки и первого усилителя 4,последовательно соединенные второй усилитель 10, соединенный с выходом первого преобразователя 2, и второй временной селектор 11, второй блок 12 управления, соединенный с управляющим/входом второго временного селектора 11 и второй блок 13 задержки, входом соединенный с выходом первого блока 7 задержки, выхо•дом - с первым входом блока 8 измерений.

Третий блок 14 задержки входом соединен с выходом второго временного селектора 11, выходом - с входами второго блока 12 управления и первого генератора 1 зондирующих импульсов, а второй вход блока 8 измерений соединен с выходом первого временного селектора 5. Предусмотрена установка первого μ второго преобразователей 2 и 3 на поверхности контролируемого изделия 15.

Устройство для измерения времени распространения ультразвука работает следующим образом.

Второй генератор 9 зондирующих импульсов вырабатывает короткий ,:элект— ⁵⁵ рический импульс, который возбуждает второй преобразователь 3. Одновременно этот же импульс поступает на в изделие 15 ультразвуковой импульс. Одновременно с этим второй блок 12 управления закрывает второй времен— ной селектор 11, который не пропускает на вход третьего блока 14 задержки сигналы с второго усилителя 10, принятые первым преобразователем 2 и появившиеся в результате многократных отражений в изделии 15 ультразвукового импульса, излученного первым преобразователем 2.

Акустический импульс, излученный первым преобразователем 2, проходит контролируемое изделие 15, протекторы, двух пьезопреобразователей 2 и 3 принимается вторым преобразователем 3, усиливается в первом усилителе 4 и через открытый уже к этому моменту первый временной селектор 5 поступает , на второй вход блока 8 измерений. В результате в последнем

1265591 4 преобразователя 3 этот электрический импульс через первый усилитель 4 и первый временной селектор 5 поступает на второй вход блока 8 измере₅ ний и заканчивает формирование измеряемого этим блоком временного интервала. Таким образом, полное время задержки этого имупульса Т^_он = =2t +4t_np Значит длительность jq измеряемого блоком 8 временного интервала равна

Т_из„ =т_кон -Т_ноч =(2t_MJ3 +4t_np +t^ )-(4t_r,_p+t.₄₃)=2t .

Таким образом, измеряемый устрои_f5 ством временной интервал оказывается прямо пропорциональным t„₃₃ длительности распространения ультразвукового импульса в изделии.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к измерительной технике и .может быть использовано дл  определени  физике-механических :характеристик строительных конструкций Цель изобретени  - расширение объема использовани  за счет исключени  кабельной св зи между блоками излучени  и приема. На чертеже изображено устройство дп  измерени  времени распространени  ультразвука. Устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвука содержит последовательно электроакустичес ки соединенные первый генератор 1 зондирующих импульсов, первый преобразователь 2, второй преобразовател 3, первый усилитель 4 и первый временной селектор 5, первый блок 6 управлени , выходом соединенный с управл ющим входом первого временного селектора 5, .первый блок 7 задержки и блок в измерений. Устройство также содержит второй генератор 9 Зондирующих импульсов, соединенный с входами второго преобразовател  3 первого блока 6 управлени , первого блока 7 задержки и первого усилител  4,последовательно соединенные второй усилитель 10, соединенный с выходом первого преобразовател  2, и второй временной селектор 11, вто рой блок 12 управлени , соединенный с управл ющим входом второго времен ного селектора 11 и второй блок 13 задержки, входом соединенный с выхо дом первого блока 7 задержки, выходом - с первым входом блока 8 измерений . Третий блок 14 задержки входом соединен с выходом второго временного селектора 11, выходом - с входами второго блока 12 управлени  и первого генератора 1 зондирующих импульсов, а второй вход блока 8 из мерений соединен с выходом первого временного селектора 5. Предусмотрена установка первого р второго преобразоватепей 2 и 3 на поверхнос ти контролируемого издели  15, Устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвука работае следующим образом. Второй генератор 9 зондирующих и пульсов вырабатывает короткий .:элек рический импульс, который возбуждае второй преобразователь 3. Одновреме . но этот же импульс поступает на 12 вход первого блока 6 управлени . В результате первый блок 6 управлени  закрывает первый временной селектор 5, который не пропускает на второй вход блока 8 измерений принимаемые вторым преобразователем 3 сигналы многократных отражений акустического импульсаS излученного в изделие 15 вторым преобразователем 3. Короткий электрический импульс, поступивший на вход первого блока 7 задержки , запускает первый блок 7 задержки , который вырабатывает импульс длительностью , где - врем , за которое ультразвуковой импульс проходит сквозь протектор (не показан) первого или второго преобразователей 2 или 3. Задним фронтом выходного импульса первого блока 7 задержки запускаетс  второй блок 13 задержки, .который вырабатывает импульс длитеотьностью ,, причем это врем  выбираетс  большим, чем врем  угасани  многократньпк. отражений Ультразвукового импульса, излученного в изделие 15 вторым преобразователем 3. Врем  t выбираетс  равным 100-150 мс, так как именно за это врем  заканчиваютс  все ревер- берационные процессы в бетонах различных марок. Задний фронт импульса, снимаемого с выхЪда второго блока 13 задержки и поданного на первый вход блока8 измерений, запускает этот блок. В результате в блоке 8 измерений с задержкой ,j от момента начала работы всего устройства начинаетс  формирование изме- р емого интервала времени. Акустический импульс,излученный вторым преобразователем 3 в изделие 15, проходит сквозь изделие 15 и протекторы двух пьезопреобразовате- лей 2 3 и принимаетс  первым i peобразователем 2. С выхода последнего электрический сигнал поступает .во второй усилитель 10, ас него - на вход второго временного селектора 11. С выхода сепектора 11 сигнал идет на вход третьего блока 14 задержки, который вырабатывает импульс длительностью (точно такой же, как и второйблок 13 задержки). Задний фронт импульса, сформированного третьим блоком 14 задержки, запускЪет первый генератор 1 зондирующих им-, пульсов и второй блок 12 управлени . Первый генератр р I возбуждает первый преобразователь 2, который излучает в изделие 15 ультразвуковой импульс Одновременно с этим второй блок 12 управлени  закрывает второй времен ной селектор 11, который не пропускает на вход третьего блока 14 задержки сигналы с второго усилител  10, прин тые первым преобразователе 2 и по вившиес  в результате многократных отражений в изделии 15 ульт развукового импульса, излученного первым преобразователем
2. 2. Акустический импульс, излученный первым преобразователем 2, проходит контролируемое изделие 15, протекторы , двух пьезопреобразователей 2 и 3 принимаетс  вторым преобразователем 3, усиливаетс  в первом усилителе 4 и .через открытый уже к этому моменту первый временной селектор 5 поступает , на второй вход блока 8 измерений. В результате в последнем с задержкой Т заканчиваетс  формирование измер емого интервала времени . Врем  задержки Т (от момента начала работы всего устройства) вычисл етс  следующим образом. В результате возбуждени  второго преобразовател  3 коротким электрическим импульсом от второго генератора 9 в . изделие 15 излучаетс  ультразвуковой импульс, который проходит через изделие 15 за врем  .Кроме того, этот импульс проходит через протекторы обоих преобразователей 2 и
3. 3. Значит этот ультразвуковой импульс уже задержан на врем  t . В первом преобразователе 2 этот ультразвуковой импульс преобразуетс  в электрический, проходит второй усилитель 10, второй временной селектор 11 и поступает в третий блок 14 задержки. Задний фронт импульса, выход щего из третьего блока 14 задерж ки имеет (как было описано) допол- . нительную задержку tag. Значит первьп4 генератор 1 запускаетс  импульсом , задержанным в общей сложности на врем  ,д- Этот электрический импульс с выхода первого , генератора 1 поступает на первый преобразователь 2, который излучает в изделие ультразвуковой импульс. Этот импульс проходит по изделию 15 и принимаетс  вторым преобразовате- .лем 3, при этом он задерживаетс  на врем  +21(4 . С выхода второго 5914 преобразсзвател  3 этот электрический импульс через первый усилитель 4 и первый временной селектор 5 поступает на второй вход блока 8 измере- НИИ и заканчивает формирование измер емого этим блоком временного интервала . Таким образом, полное врем  задержки этого имупульса 2t +4tnp . Значит длительность измер емого блоком 8 временного интервала равна . )т т -Т C2t кон ноч 459 -(, Тлким образом, измер емый устройствон временной интервал оказываетс  пр мо пропорциональным t, длительности распространени  ультразвукового импульса в изделии. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвука, содержащее последовательно электроакустически соединенные первый генератор зондирующих импульсов, первый преобразователь , второй преобразователь, первый усилитель, первый временной селектор, первый блок управлени , выходом соединенный с управл ющим входом первого временного селектора, первый блок задержки и блок измерений , отличающеес  тем, что, с целью расширени  объема использовани , оно снабжено вторым генератором зондирующих .импульсов соединенным с входами первого блока управлени , первого блока задержки, первого усилител  и второго преобразовател , последовательно соединенными вторым усилителем, соединен- ным с выходом первого преобразова- тел , и вторым временным селектором, вторым блоком управлени , соединенным с управл ющим входом второго временного селектора, вторым блоком задержки, входом соединенным с выходом первого блока задержки, выхоом - с первым входом блока измерений , третьим блоком задержки, вхоом соединенным с выходом второго ременного селектора, выходом - с ходами второго блока управлени  и ервого генератора зондирующих им ульсов, а второй вход блока измереИИ соединен с выходом первого вре енного селектора.