SU1376038A1

SU1376038A1 - Устройство дл ультразвукового контрол материалов

Info

Publication number: SU1376038A1
Application number: SU853957643A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Абдусаматович Сафаров; Павел Алексеевич Мариянчук; Анатолий Филиппович Тупиков
Original assignee: Конструкторско-Технологическое Бюро "Стройиндустрия"
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1988-02-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества строительных материалов с помощью. ультразвука. Цель изобретени - рас- пшрение функциональньк возможностей за счет измерени времени полной реверберации ультразвука. Импульсы от синхронизатора 1 запускаю г генератор 5 зондирующих импульсов, а излучатель 6 излучает ультразвук в матери-. ал. С помощью переключателей 13 и 22 сигналы с приемников 7 и 8 ультразвука обрабатываютс устройством по различным алгоритмам, измер етс врем прохождени ультразвука в материале определенного рассто ни (до приемников 7 и 8) или врем реверберации ультразвука, в материале,, которое также характеризует свойства этого мате- с риала. Результаты измер-ений индицируютс цифровым индикатором 25. 3 ил.

Description

СО

(35

о со

00

Изобретение относитс к приборам дл неразрушающего контрол качества строительных материалов и изделий путем прохождени ультразвуковых коле- баний через контролируемые тела. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей замечет измерени времени полной реверберации ультразвука.

На фиг.1 показана струтстурна схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.З - расположение преобразователей на материале.

Устройство состоит из синхронизатора 1, делител 2 частоты, генератора 3 серии импульсов, трехсекционного переключател 4, генератора 5 зондирующих импульсов, излучающего преоб- разовател 6, приемных преобразователей 7 и 8, усилител -формировател 9, дополнительного усилител -формировател 10, формировател 11 одиночного импульса, блока.12 установки нул , двухсекционного переключател 13, формировател 14 видеоимпульсов, триггера 15, счетчика 16, селектора 17, триггера 18, счетчика 19, блока 20 вычитани , генератора 21 счетных импульсов, переключател 22, селектора 23, счетчика 24 и индикатора 25, Выход синхронизатора 1 св зан с входом делител 2 частоты, первым входом генератора 3 серии импульсов и секц1-1 ми 4.1 и 4.2 трехсекционного переключател 4. Выход делител 2 частоты св зан с первым входом генератора 3 серии импульсов и секцией 4.1 трехсек1щонного переключател 4. Выход генератора 3 серии импульсов св зан с секцией 4.2 трехсекционного. переключател 4. Секци 4.3 переключател 4 св зана с управл ющими входами индикатора 25. Выход секции 4.1 переключател 4 св зан с установочным входом двоично-дес тичного счетчика 24. Выход секции 4.2 переключател 4 св зан с входом генератора 3 зондирующих импульсов, первым входом формировател 11 одиночного импульса и входом блока 12 установки нул устройства. Выход секции 4,3 переключател 4 св зан с корпусом устройства . Выход генератора 5 зондирующих импульсов св зан с излучающим преобразователем 6. Приемный преобразователь 7 св зан с входом усилител -формировател 9, а дополнительный

5

O

5

0

5

0

5

0

5

приемный преобразователь 8 - с входом дополнительного усилител -формирова тел 10. Выход усилител -формировател 9 св зан с вторым входом формировател 11 одиночного импульса и сек- 13.1 двухсекционного переключател 13. Выход дополнительного усилител -формировател 10 св зан с секцией 13,1 двухсекционного переключат е- л 13. Выход Формировател одиночного импульса 11 и блока 12 установки нул устройства св заны с секцией 13.2 двухсекционного переключател 13. Выход секции 13.1 двухсекционного переключател 13 св зан с первыми входами формировател 14 видеоимпульсов , триггеров 15 и 18 и селектора 17, Выход секции 13.2 двухсекционного переключател 13 св зан с вторым входом формировател 14 видеоимпульсов. Вторые входы триггеров 15 и 18 св заны с входами счетчиков 16 и 19. Выход триггера 15 «св зан с вторым входом селектора 17 и первым входом блока 20 вычитани . Выход селектора 17 св зан с установочным входом счетчика 16, а выход триггера 18 - с вторым входом блока 20 вычитани и установочным входом счетчика 19. Счетные входы счетчиков 16 и 19 св заны с . выходом генератора 21 счетных импульсов . Односекционный переключатель 22 входами св зан с выходом формировател 14 видеоимпульсов и выходом блока 20 вычитаний. Выход односек- ционного переключател 22 св зан с первым входом временного селектора 23, второй вход которого св зан с выходом генератора 21 счетных импульсов . Выход временного селектора 23 св зан со счетным входом двоично- дес тичного счетчика 24, выход которого св зан с информационным входом индикатора 25.

Переключатель 22 позвол ет выбрать режим измерени : врем распространени ультразвуковых колебаний в материале; врем полной реверберации ультразвуковых- колебаний в материале.

Переключатель 13 позвол ет выбрать такие режимы измерени времени распространени ультразвуковых колебаний в материале: врем распространени от излучател 6 до приемника 7 врем распространени от излучател 6 до дополнительного приемника 8; разность времени распространени , т.е.

врем распространени от приемника до дополнительного приемника 8.

С помощью переключател 4 производитс усреднение измерений за счет суммировани результатов дес ти измерений двоично-дес тичным счетчиком 24 и делением результата на дес ть путем переноса знака зап той на один разр д влево в индикаторе 25.

Устройство работает следующим образом .

Излучатель 6 и приемники 7 и 8 устанавливают на строительный материал 26 (строительное изделие) и вклю- чают устройство. Синхронизатор 1 вырабатывает короткие отрицательные импульсы частотой следовани приблизительно 1 Гц, которые поступают на делитель 2 частоты, генератор 3 серии импульсов и на секции 4.1 и 4.2 переключател 4 (фиг.2а). На эти же секции переключател поступают импульсы с выхода делител 2 частоты (фиг.26) и генератора 3 сгрии нмпуль сов (фиг.2в), С помощью переключател 4 производитс усреднение дес ти показаний устройства. С секции 4.1 переключател 4 на вход установки в ноль двоично-дес тичного счетчика 24 поступают импульсы либо с выхода синхронизатора 1, либо с выхода делител 2 частоты, т.е. каждый двенадцатый импульс синхронизатора 1. С выхода секции 4.2 переключател на вход генератора 5 зондирующих импульсов, вход блока 12 установки нул и первый вход формировател 11 одиночного импульса поступают либ импульсы с выхода синхронизатора 1, либо сери импульсов с выхода генератора 3. Секци 4.3 переключател 4 служит дл переключени знака дес тиной зап той в индикаторе 25. При положении переключател 4, показанном на фиг.1J каждый импульс синхронизатора 1 возбуждает генератор 5 зондиру;- ,гй;кх и т yльcoв и обнул ет счет- ЧН;: 24.

4fpe3 некоторое врем на выходе 24 устанавливаетс информа- цио1П ый код, :оторый отображаетс иьщикатором 25. При другом положении переключател 4 счетчик 24 обнул етс через каждые двенадцать импульсов синхронизатора 1 (фиг.26), а генератор 5 зондирующих импульсов возбуждени серией из дес ти импульсов, вырабатываемой генератором 3 (фиг.2в).

10

0

)5 5 Q 0

5

0

5

Таким образом, на входе счетчика 24 суммируетс информаци , возникающа после прихода каждого импульса из серии. Усреднение показаний происходит путем переноса дес тичной зап той в блоке 25 индикации на один разр д влево.

Генератор 5 зондирующих импульсов с приходом каждого возбуждающего импульса вырабатывает пилообразные импульсы большой амплитуды (фиг.2г), которые воздействуют на излучатель 6, излучающий затухающие ультразвуковые колебани (УЗК) в строительный материал 26. Прошедшие через материал ультразвуковые колебани воспринимаютс приемниками 7 и 8, преобразуютс в электрические колебани (фиг.2д, е), усиливаютс в усилител х-формировател х 9 и 10 (фиг.2ж,з) и поступают на секцию 13.1 переключател 13. Кроме того, усиленные колебани с выхода усилител 9 поступают на второй вход формировател 11 одиночного импульса (фиг.2ж). На секцию 13.2 переключател 13 поступают импульсы с выхода блока 12 установки нул устройства (фиг.2и) и с выхода формировател 11 одиночного импульса (фиг.2к). Переключатель 13 служит дл выбора времени распространени УЗК от преобразовател 6 до преобразовател 7; времени распространени УЗК от преобразовател 6 до преобразовател 8; разности времен распространени УЗК прин тых преобразовател ми 8 и 7.

Блок 12 установки нул устройства задерживает импульсы, возбуждающие генератор 5 зондирующих импульсов на врем задержки прохождени сигнала по цеп м устройства и в контактах излучател 6 и приемников 7 и 8 с материалом 26 (фиг.2и). Формирователь 11 одиночного импульса формирует из первого вступлени УЗК, прин тых приемником 7 и усиленных усилителем- формирователем 9, одиночные импульсы с частотой повторени импульсов, возбуждающих генератор 5 зондирующих импульсов (фиг.2к).

В положении переключател 13, показанном на фиг.1, на входы формировател 14 видеоимпульсов с секций 13.1 и 13.2 переключател 13 поступают импульсы с блока 12 установки нул (фиг.2и) и с усилител -формировател 9 (фиг.2ж), в результате чего на выходе формировател 14 видеоимпульсов возникают импульсы длительностью , равной времени распространени первого вступлени УЗК в материале от излучател 6 до приемника 7 (фиг.2л). Во втором положении переключател 13 на входы формировател 14 видеоимпульсов поступают импульсы с блока 12 установки нул (фиг,2и) и с усилител -формировател 10 (фиг.2з), в результате чего на выходе формировател 14 видеоимпульсов возникают импульсы длительностью, равной времени распространени перво13760386

.ции 13.1 переключател 13. С выхода селектора 17 сигнал поступает на установочный вход счетчика 16 (фиг.2о), а с выхода триггера 18 - на установочный вход счетчика 19 (фиг.2п). Коэффициенты пересчета (К) счетчиков 16 и 19 одинаковы и выбраны такими, что врем от начала счета 10 до по влени сигнала в последнем разр де счетчика много больше времени полной реверберации УЗК. На счетные входы счетчиков 16 и- 19 поступают счетные импульсы с периодом О,1 икс

го вступлени УЗК в материале от из- (CL/) с выхода генератора 21 счетных

лучател 6 до приемника 8.

В третьем положении переключател 13 на входы формировател 14 видеоимпульсов поступают импульсы с формировател 11 одиночного импульса (фиг.2к) и с усилител -формировател 10 (фиг.2з), в результате чего на выходе формировател 14 видеоимпульсов возникают импульсы, передний фронт которых соответствует моменту прихода первого вступлени УЗК к приемнику 7, а задний фронт - моменту

импульсов. С момента-прихода сигналов на установочные входы счетчикрв 16 и 19 они начинают считать. По прО7- шествии времени t t К в послед20 нем разр де счетчика 19 возникает сигнал, который поступает на второй вход триггера 18 и переводит его в состо ние Лог.1, что запрещает работу счетчика 19. В результате этого

25 на выходе триггера 18 возникает импульс длительностью t ,g 1сч К (фиг.2пХ На установочный вход счетчика 16 через селектор 17 поступает сери импульсов длительностью Тр и все врем сбрасывает счетчик. По прошествии времени Тр счетчик 16 перестает сбрасыватьс , & через промежуток времени от начала - Счета в последнем разр де счетчика 16 возникает сигнал, который поступает на второй вход триггера 15 и переводит

прихода первого вступлени УЗК к приемнику 8, т.е. длительностью, равной разности времен распространени УЗК в материале, прин тых приемниками 8 и 7. В этом положении переключател 13 исключаетс вли ние времени за- держки прохождени импульсов, возбуждающих генератор 5 зондирующих импульсов по цеп м устройства и в контактах излучател 6 и приемников 7 и 8 с материалом 26. С выхода секции 13.1 переключател 13 импульсов поступают на триггеры 15 и 18 с предустановкой и селектор 17. Триггеры 15 и 18 с предустановкой, селектор 17, счетчики 16 и 19, генератор 21 счетных импульсов и блок 20 вычитани образуют блок измерени времени полной реверберации УЗК. При включении устройства триггер 15 устанавливаетс в состо ние О, а триггер 18 - состо ние 1 .

Импульсы с выхода секции 13.1 переключател 13 (длительность серии импульсов равна времени полной ревер берации Тр) поступают на первые входы триггеров 15 и 18 и устанавливают их в положени 1 и О соответственно (фиг.2н,и} фиг.2п). С выхода триггера 15 сигнал поступает на первый вход селектора 17, на второй его вход поступают импульсы с входа сек

импульсов. С момента-прихода сигналов на установочные входы счетчикрв 16 и 19 они начинают считать. По прО7- шествии времени t t К в последнем разр де счетчика 19 возникает сигнал, который поступает на второй вход триггера 18 и переводит его в состо ние Лог.1, что запрещает работу счетчика 19. В результате этого

на выходе триггера 18 возникает импульс длительностью t ,g 1сч К (фиг.2пХ На установочный вход счетчика 16 через селектор 17 поступает сери импульсов длительностью Тр и все врем сбрасывает счетчик. По прошествии времени Тр счетчик 16 перестает сбрасыватьс , & через промежуток времени от начала - Счета в последнем разр де счетчика 16 возникает сигнал, который поступает на второй вход триггера 15 и переводит

ПАИ

его в состо ние О , которое через селектор 17 запрещает работу счетчика 16. Б результате этого на входе триггера 13 возникает импульс длительностью t ,j Тр + Ьсц К (фиг.2н). С выходов триггеров 15 и 18 импульсы поступают на входы блока 20 вычитаний , где производитс вычитание из импульса длительностью t импульса длительностью t , , в результате чего на выходе блока 20 возникает импульс длительностью t 1 р -f-t(,-K - - - Тр (фиг.2р). Этот импульс поступает на переключатель 22. На этот же переключатель поступают импульсы с выхода формировател 14 видеоимпульсов .

Переключатель 22 служит дл выбора режимов работы устройства: измерение времени распространени УЗК в материале , измерение времени полной реверберации УЗК в материале.

7

С выхода переключател 22 сигнал поступает на первый вход временного селектора 23, на второй вход которого поступают счетные импульсы с выхода генератора 21 счетных нмпулы- сов. На выходе временного селектора 23 возникает пакет счетных импульсов длительностью,равной длительности поступившего сигнала.

С выхода временного селектора 23 пакет счетных импульсов поступает на счетный вход двоично-дес тичного счетчика 24. После окончани счета на вькоде двоично-дес тичного, счетчика 24 устанавливаетс выходной код, поступающий на вход индикатора 25, который отображает дес тичное значение выходного кода двоично-дес тичного счетчика 24.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл ультразвукового контрол материалов, содержащее синхронизатор , последовательнг соединенные генератор зондирующих импульсов и излучатель, первый переключатель, последовательно соединенные первьм приемник и первый усилитель-формиро- ватель, второй приемник и второй усилитель-формирователь , первый счетчик и индикатор, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет измерени времени полной реверберации, оно снабжено последовательно соединенны

0

5

0

5

Q

5

ми делителем частоты, вход которого подключен к синхронизатору, генератором серии импульсов и вторым переключателем , последовательно соединенными формирователем одиночного импульса , третьим переключателем и формирователем видеоимпульсов, блоком установки нул , первым селектором, выход которого подключен к входу первого счетчика, св занного выходом с индикатором, последовательно соединенными вторым селектором, вторым счетчиком, первым триггером, выход которого подключен к второму входу второго селектора, и блоком выч,ита- ни , последовательно соединенньми третьим счетчиком к вторым триггером, выход которого св зан с установочным входом третьего счетчика и вторым входом блока вычитани , выход генератора счетных импульсов св зан с вторыми входами первого селектора и второго и третьего счетчиков, выходы формировател видеоимпульсов и блока вычитани и вход первого селектора подключены к первому переключателю, вьпсоды блока установки нул , усилителей-формирователей , входы триггеров и второй вход второго селектора подключены к третьему переключателю, а выходы синхронизатора, делител частоты и входы генератора зондирующих Р мпульсов, формировател одиночного импульса, блока установки нул и управл ю Ц1 й вход и.чдикатора подключены к втором переключателю.