SU1355923A1

SU1355923A1 - Устройство дл ультразвукового контрол сред

Info

Publication number: SU1355923A1
Application number: SU864035187A
Authority: SU
Inventors: Олег Петрович Кравчук; Вадим Терентьевич Лахтанов; Георгий Трофимович Продайвода; Анатолий Михайлович Свиридов
Original assignee: Институт Геофизики Им.С.И.Субботина
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1987-11-30

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано дл изучени характеристик твердых тел с большим затуханием ультразвука . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени и производительности контрол за счет синфазного оптического наложени последнего импульса в эталонной пачке импульсов и последнего полупериода . установившихс колебаний в прошедшем через образец ультразвуковом импульсе , дл чего дополнительно введены тактовьм генератор 8, схема 9 выделени парных синхроимпульсов, RS-триг- гер 10, две схемы И 11, 14, схема ИЛИ 12 и блок 13 формировани эталонных и измерительных импульсов. 2 ил. л с

Description

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано в геофизике дл изучени текстурных характеристик горных пород, упругих свойств и напр женного состо ни сильно поглощающих анизотропных сред, в физике твердого тела, химии, материаловедении , строительстве и т.д.

жении последнего полупериода установившихс колебаний в прин том ультразвуковом импульсе и последнего импульса в эталонной пачке импульсов. Последний полупериод установившихс ко}тебаний в прин том импульсе, соответствующий последнему полупериоду возбуждающего сигнала, имеет амплиту

Целью изобретени вл етс повыше-iо ДУ (длительность), равную амплитуде

ние точности измерени и.производительности контрол за счет синфазного оптического наложени последнего импульса в эталонной пачке импульсов и последнего полупериода установившихс , колебаний в прошедшем через образец ультразвуковом импульсе.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство дл ультразвукового контрол сред содержит последовательно электроакустически соединенные зондирующий генератор 1, излучатель 2, приемник 3, усилитель 4 и осцил- лограф 5, измеритель 6 временных интервалов и синхронизатор 7, подключенный к входу измерител 6 временных . интервалов, последовательно соединенные тактовый генератор 8, схему 9 вы- делени парных синхроимпульсов, вторым входом подключенную к выходу синхронизатора 7, RS-триггер 10, R-BXO- дом подключенный к второму выходу схе

схемы 9 выделени пар-«ых синхроимпуль-35 излучающего преобразовател путем

получени максимальной амплитуды всех полупериодов (периодов) колебаний в прин том ультразвуковом импульсе в измерительной пачке импульсов (добавсов , и первую схему И 11, выходом подключенную к входу зондирующего генератора 1, последовательно соединенные схему ИЛИ 12, входами подключенную соответственно к первому и второ- 40 к 4-5 имеющимс импульсам один, му выходам схемы 9 вьщелени тактовых два,... и т.д. импульса) и осуществл ют визуальный контроль прин того импульса. Начина с некоторого колебани (обычно с 6-7 полупериодов ко- 45 лебаний в прин том импульсе.

синхроимпульсов, и блок 13 формировани эталонных и измерительных импульсов , выходом подключенньш к: второму Входу первой схемы И 11, и вторую схему И 14, входами подключенную соответственно к инверсному выходу RS- триггера 10 и выходу блока 13 формировани эталонных и измерительных импульсов, а выходом - к второму вхо- 50 ДУ Y осциллографа 5, вход X осциллографа 5 подключен к второму выходу , схемы 9 выделени парных синхроимпульсов . Позици ми 15-27 На фиг. 2 обозначены сигналы с блоков устройства 55 при его работе.

Суть изобретени заключаетс в том, что измерительные операции основаны на синфазном, оптическом налокаждый

полупериод колебаний которого соответствует определенному импульсу в измерительной пачке импульсов, т.е. первый полудтериод соответствует первому импульсу в измерительной пачке импульсов, второй полупериод - второму импульсу и т.д.), в прин том ультразвуковом импульсе устанавливаетс стационарный (установившийс ) режим колебаний. При этом режиме, добавл или отнима один импульс в измерительной пачке импульсов, легко контролировать последний полупериод установившихс колебаний в прошедшем через

жении последнего полупериода установившихс колебаний в прин том ультразвуковом импульсе и последнего импульса в эталонной пачке импульсов. Последний полупериод установившихс ко}тебаний в прин том импульсе, соответствующий последнему полупериоду возбуждающего сигнала, имеет амплиту0

5 30 ( длительности) полупериодов колебаний в стационарной (установившейс ) части прин того ультразвукового импульса . Сразу же после окончани 5 возбуждающего сигнала (после окончани его последнего импульса) прин - тьш ультразвуковой импульс начинает затухать и амплитуда его последующего полупериода колебаний (после окончани последнего полупериода установившихс колебаний) становитс меньше по сравнению с амплитудой .. последнего полупериода установившихс колебаний в прин том импульсе.

При контроле вначале осуществл ют запуск зондирующего генератора пачкой измерительных импульсов, число импульсов в которой выбирают равным 4-5. Па экране осциллографа контролируют прин тьй ультразвуковой импульс. Измен длительность и частоту импуль- сов в измерительной пачке импульсов, настраиваютс на резонансную частоту

получени максимальной амплитуды всех полупериодов (периодов) колебаний в прин том ультразвуковом импульсе в измерительной пачке импульсов (добав к 4-5 имеющимс импульсам один, два,... и т.д. импульса) и осуществл ют визуальный контроль прин того импульса. Начина с некоторого колебани (обычно с 6-7 полупериодов ко- лебаний в прин том импульсе.

к 4-5 имеющимс импульсам один, два,... и т.д. импульса) и осуществл ют визуальный контроль прин того импульса. Начина с некоторого колебани (обычно с 6-7 полупериодов ко- лебаний в прин том импульсе.

каждый

образец (прин том) ультразвуковом импульсе,

Устройство работает следующим образом .

Синхронизатор 7 вырабатывает непрерывную последовательность синхроимпульсов 16 (на фиг. 2 показаны только два синхроимпульса), следующих с частотой Р,„,р 1/Т,,„,р , где Т,,р период повторени синхроимпульсов 16 Частота (период ) может регулироватьс в широком диапазоне, определ емом нижним и верхним пределом измер емого времени распространени ультразвука в исследуемой среде , при этом период Тсинхр (частота синхр измер етс измерителем 6 временных интервалов (цифровым частотомером ) . Синхроимпульсы 16 подаютс на первый (сигнальный) вход схемы 9 выделени парных синхроимпульсов , на второй (управл ющий) вход которой подаютс тактовые импульсы 15, следующие с тактовой частотой

такт

1/Т.

такт

вырабатываемые тактовым генератором 8, где период повторени тактовых импульсов. Частота Р выбираетс из следующего услови : предыдущий ультразвуковой импульс должен полностью затухнуть до прихода последующего (на фиг. 2 разрывы по ос м времени сделаны дл того, чтобы показать следующий тактовый импульс и временной интервал ). Схема 9. формирует парные синхроимпульсы 17 (измерительный) и 18 (эталонный), и так как она периодически управл етс тактовыми импульсами 15, то парные синхроимпульсы 17 и 18 следуют с тактовой частотой (последующие парные синхроимпульсы на фиг.2 не показаны).

Измерительный синхроимпульс 17 синхронизирует работу зондирующего генератора 1 дл получени измерительного ультразвукового (прошедшего через образец) импульса, а эталонный синхроимпульс 18 используетс дл формировани эталонной пачки импульСОВ , используемой, дл синфазного оптического наложени с измерительным ультразвуковым.

Измерительный синхроимпульс 17 подаетс на S-вход RS-триггера 10, и на его пр мом выходе Q устанавливаетс 1 (19), а на инверсном Q - О (20), Эталонный синхроимпульс 18 возвращает RS-триггер 10 в исходное

55923

положение (на пр мом выходе Q устанавливаетс О, а на инверсном - 1).

С помощью схемы ИЛИ 12 измерительный 17 и эталрнньй 18 синхроимпульсы объедин ютс по одному выходу (вькод схемы 12 - 21) и подаютс на вход блока 13 формировани измерительных

1Q и эталонных пачек импульсов, который формирует измерительную и эталонную пачки импульсов (22, перва пачка - измерительна , втора - эталонна ) с регулируемыми числом импульсов,

15 длительностью и частотой импульсов, причем число импульсов в эталонной г пачке импульсов, их длительность и частота выбраны равными соответствующим параметрам в измерительной пачке

20 импульсов. Последнее условие легко выполнимо, так как измерительные и эталонные пачки импульсов формируютс одними и теми же элементами блока 13. Блок 13 формирует синхронизи25 руемые управл ющим сигналом 21 идентичные пачки импульсов, но сдвинутые между собой -на временной интервал, .-, определ емый задержкой между импуль0

синхр

кото-

5

0

сами 21, т.е. временем Т рое, как указано выше, может регулироватьс в широких пределах. Первое условие, т.е. получение регулируемых числа импульсов в пачке, их длительности и частоты, легко выполнимо при применении цифровых схем.

Измерительна и эталонна пачки {импульсов с выхода блока 13 подаютс . соответственно на первые входы схем И 11 и 14, на вторые входы которых подаютс импульсы 19 и 20 с двух выходов RS-триггера 10,соответственно. При наличии на двух входах первой схемы И 11 сигналов 19 и 22 на ее выходе формируетс измерительна пачка импульсов 23, и, соответственно, при наличии на двух входах второй схемы И 14 сигналов 20 и 22 формиру етс эталонна пачка импульсов 24. С выхода первой схемы И 11 измерительна пачка импульсов 23 подаётс на вход зондирующего генератора 1, который возбуждает излучатель 2. Приемник 3 принимает ультразвуковой импульс, прошедший через образец. Прин тый g ультразвуковой импульс усиливаетс (25) усилителем 4 и контролируетс . на одном из входов осциллографа 5, на второй вход которого с выхода второй схемы И 14 подаетс эталонна

5

0

пачка импульсов 24, при этом синхронизаци осциллографа 5 осуществл етс , эталонным синхроимпульсом 18 (пилообразное напр жение развертки осциллографа на фиг. 2 не показано). Регулиру частоту синхроимпульсов, вырабатываемых синхронизатором 7, можно регулировать врем задержки между измерительнь1м 17 и эталонным 18 синхроимпульсами, т.е. врем задержки между моментом запуска зондирующего генератора 1 и эталонной пачкой импульсов. Путем регулировки данной «временной задержки можно полу чить синфазное оптическое наложение последнего импульса 26 в эталонной пачке импульсов и последнего полупериода 27 установившихс колебаний в пришедшем через образец ультразвуковом импульсе 25. В этом случае врем распространени ультразвука в образце , соответствующее фазовой скорости распространени ультразвукового сигнала , равно Т

Claims

Формула и зобретени

Устройство дл ультразвукового контрол сред, содержащее последовательное электроакустически соединенные зондирующий генератор, излуча- , тель, приемник, усилитель и осциллограф , измеритель временных интервалов и синхронизатор, подключенный к

1Q входу измерител временньк интервалов , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени и производительности контрол , оно снабжено последовательно со15 единенными тактовыми генератором, схемой выделени парных синхроимпульсов,

вторым входом подключенной к вькоду синхронизатора, RS-триггером, R-BXO- дом подключенным к второму выходу

20 схемы выделени парных синхроимпульсов , и первой схемой И,выходом под- ключенной к входу зондирующего генератора , последовательно соединенными схемой ИЛИ, входами подключенной со симхр

которое с высокой 25 ответственно к первому и второму выточностью измер етс измерителем 6 ходам схемы вьщелени парных синхро- временных интервалов (цифровым час- импульсов, и блоком формировани тотомером).эталонных и измерительных импульсов.

Использование .предложенного устро- выходом подключенным к второму вхо- йства позвол ет устранить погрешности зо КУ первой схемы И, и второй схемой измерений, св занные с измерительны- И, входами подключенной соотвеТствен- ми операци ми по совмещению характер- но к инверсному выходу RS-триггера

и выходу блока формировани , эталон- .

ных и измерительных импульсов, а вынестабильности развертки осциллогра- „.. ходом - к второму, входу Y осциллог- ,Jo

фа и повысить производительность кон-рафа , вход X осциллографа подк-

трол за счет исключени регистрациилючен к второму выходу схемы

первого вступлени прин той ультра-вьщелени - парных синхрошшуль звуковой волны. .сов.

ных точек возбуждающего и прин того импульсов, за счет исключени вли ни

Формула и зобретени

Устройство дл ультразвукового контрол сред, содержащее последовательное электроакустически соединенные зондирующий генератор, излуча- , тель, приемник, усилитель и осциллограф , измеритель временных интервалов и синхронизатор, подключенный к

входу измерител временньк интервалов , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени и производительности контрол , оно снабжено последовательно соединенными тактовыми генератором, схемой выделени парных синхроимпульсов,

вторым входом подключенной к вькоду синхронизатора, RS-триггером, R-BXO- дом подключенным к второму выходу

схемы выделени парных синхроимпульсов , и первой схемой И,выходом под- ключенной к входу зондирующего генератора , последовательно соединенными схемой ИЛИ, входами подключенной сои

J

LJ

U

r,

TctJH)fp

juimiuiM

шшишшм

H

IT

- -

и

Ч)

u

jumfuuifuukf

-,

ШПШШШЕЖГ

фие.2

Составитель Л. Иванов Редактор Л. Веселовска Техред А.Кравчук Корректоре.

Заказ 5789/40Тираж 776Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., Д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Првектна , 4