SU1392387A1 - Устройство дл измерени частотной зависимости коэффициента затухани ультразвуковых волн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике. Цель изобретени - повьшение производительности измерени  за счет визуализации исследуемой частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн. В исследуемый образец 14 излучают ультразвуковые импульсы с помощью резонансного преобразовател  5, с помощью модул тора 3 измен ют периодически частоту заполнени  в пределах каждого импульса в диапазоне частот, включающем основную резонансную частоту преобразовател  и ее нечетные гармоники, принимают отраженные эхо- импульсы, по параметрам которьпс определ ют частотную зависимость коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемой среде. С помощью формировател  13 формируют огибающую последовательности импульсов, которой представл ют характеристику частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн и исследуемой среде. Результат измерени  получают на экране осциллографа 8. 2 ил. (Л

Description

со со

lN3

СО

00

10

15

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано в различных област х науки и техники при исследовании физических свойств, а также контроле качества твердых тел.

Цель изобретени  - повьшение производительности измерени  за счет визуализации исследуемой частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  измерени  частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  измерени  частотной зависимости коэффициента аатуха- 20 ки  ультразвуковых волн содержит последовательно соединенные синхрониза- I

тор 1, блок 2 модулирующего напр жени , частотнбш модул тор 3, -генератор 4 импульсов, второй вход кбторо- 25 го подключен к второму выходу синхронизатора 1, и резонансный ультразвуковой преобразователь 5, подключенные к выходу последнего последовательно соединенные усилитель 6 и амплитудный детектор 7, осциллограф 8, вход запуска которого подключен к третьему выходу синхронизатора 1, подключенный к четвертому выходу синхронизатора 1 генератор 9 импульс.ов сравнени , выход которого подключен к первому информационному входу осциллографа 8, и подключенные к выходу амплитудного детектора 7 последовательно соединенные логарифмический усилитель 10,, линию И задержки, дифференциальный усилитель 12, второй вход которого подключен к выходу логарифмического усилител  10, и формирователь 13 огибающей, выход которо- д го подключен к второму информационному входу осциллографа 8. Кроме того , на чертеже показан исследуемый образец 14. Позици ми 15-23 обозначены импульсы прин тых сигналов.

Устройство работает следующим образом ..

В исследуемый образец 14 излучают ультразвуковые импульсы с помощью ре30

35

40

50

измен ют периодически в диапазоне частот, включающем основную резона ную частоту резонансного ультразву вого преобразовател  5 и заданное число нечетных гармоник.

На фиг.2а изображен высокочасто ный электрический радиоимпульс, ко рый возбуждает резонансный ультраз ковой преобразователь 5 и в предел которого частоту заполнени  измен  в диапазоне частот, включающем осн ную резонансную частоту резонансно ультразвукового преобразовател  5 три ее нечетные гармоники. При воз буждении резонансного ультразвуков го преобразовател  5 таким импульс в исследуемом образце 14 генерирую и распростран ют четыре ультразвук вых импульса. На фиг.26 первые че ре импульса соответствуют огибающи импульсов ультразвуковых колебаний излученных резонансным ультразвуко вьм преобразователем 5 в исследуем образец 14, при возбуждении резона ного ультразвукового преобразовате 5 на основной резонансной частоте, ее третьей, п той и седьмой гармон ках. Импульсы ультразвуковых колеб ний с различной частотой заполнени распростран ютс  в исследуемом обр це 14 независимо друг от друга, мн гократно отража сь от его противоп ложных граней. Резонансным ультраз ковым преобразователем 5 принимают отраженные эхо-импульсы, по параме рам которых определ ют коэффициент затухани  ультразвуковых волн на р зонансных частотах резонансного ул развукового преобразовател  5. Дл  этого с помощью амплитудного детек тора 7 рыдел ют огибающие прин тых .эхо-импульсов и логарифмируют их в логарифмическом усилителе 10. На фиг.26, начина  с п того импульса, изображены импульсы, амплитуда кот рых пропорциональна логарифму ампл тудного значени  огибающей каждого прин того эхо-импульса. Прологариф мированные огибающие прин тых импу сов задерживают на врем , кратное двойному времени прохождени  ультр звука через исследуемый образец 14 с помощью линии 11 задержки. На

зонансного ультразвукового преобразо- г Фиг.2в изображены импульсы, задервател  5, который возбуждают электрическими импульсами, вырабатываемыми генераторам 4 импульсов. Частоту заполнени  в пределах каждого импульса

жанные на врем  двойного прохожден ультразвука через исследуемый обра зец 14. Из задержанных импульсов в читают незадержанные с помощью диф

0

5

0

5

0

5

0

0

измен ют периодически в диапазоне частот, включающем основную резонансную частоту резонансного ультразвукового преобразовател  5 и заданное число нечетных гармоник.

На фиг.2а изображен высокочастотный электрический радиоимпульс, который возбуждает резонансный ультразвуковой преобразователь 5 и в пределах которого частоту заполнени  измен ют в диапазоне частот, включающем основную резонансную частоту резонансного ультразвукового преобразовател  5 и три ее нечетные гармоники. При возбуждении резонансного ультразвукового преобразовател  5 таким импульсом в исследуемом образце 14 генерируют и распростран ют четыре ультразвуковых импульса. На фиг.26 первые четыре импульса соответствуют огибающим импульсов ультразвуковых колебаний, излученных резонансным ультразвуко- вьм преобразователем 5 в исследуемый образец 14, при возбуждении резонансного ультразвукового преобразовател  5 на основной резонансной частоте, ее третьей, п той и седьмой гармониках . Импульсы ультразвуковых колебаний с различной частотой заполнени  распростран ютс  в исследуемом образце 14 независимо друг от друга, многократно отража сь от его противоположных граней. Резонансным ультразвуковым преобразователем 5 принимают отраженные эхо-импульсы, по параметрам которых определ ют коэффициент затухани  ультразвуковых волн на резонансных частотах резонансного ультразвукового преобразовател  5. Дл  этого с помощью амплитудного детектора 7 рыдел ют огибающие прин тых .эхо-импульсов и логарифмируют их в логарифмическом усилителе 10. На фиг.26, начина  с п того импульса, изображены импульсы, амплитуда которых пропорциональна логарифму амплитудного значени  огибающей каждого прин того эхо-импульса. Прологарифмированные огибающие прин тых импульсов задерживают на врем , кратное двойному времени прохождени  ультразвука через исследуемый образец 14, с помощью линии 11 задержки. На

жанные на врем  двойного прохождени  ультразвука через исследуемый образец 14. Из задержанных импульсов вычитают незадержанные с помощью диффе

ренциального усилител  12, Полученные на выходе дифференциального усилител  12 разностные импульсы пропорциональны значени м коэффициента затухани  ультразвуковых волн на резонансных частотах резонансного ультразвукового преобразовател  5. По значени м коэффициента затухани  на соответствующих резонансных частотах резонансного ультразвукового преобразовател  5 определ ют частотную зависимость коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемом образце 14. Дл  этого в блоке формировател  13 огибающей формируют огибающую последовательности разностных импульсов , которой представл ют характеристику частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемом образце 14, и получают ее видимое изображение на экране двухканального осциллографа 8. На фиг.2г изображены периодические последовательности импульсов, амплитуда которых пропорциональна.значени м коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемом образце 14 на соответствующих резонансных частотах резонансного ультразвукового преобразовател  5 (импульсы 15, 19 и 23 - на основной резонансной частоте, 16 и 20 - на третьей ее нечетной гармонике , 17 и 21 - на п той ее нечетной гармонике, 18 и 22 - на седьмой ее нечетной гармонике), и огибающие последовательностей импульсов, представл ющие характеристику частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемом образце 14, На второй информационный вход осциллографа 8 подаетс  калиброванный импульс сравнени  с генератора 9 импульсов сравнени  дл  отсчета коэффициента затухани  ультразвука. Синхронизатор 1. обеспечивает согласованный между собой запуск генератора 4 импульсов, генератора развертки двухканального осциллографа В,генератора 9 импульсов сравнени  и блока 2 модулирующего напр жени . Блок 2 модулирующего напр жени  вырабатывает соответствующее напр жение, например линейно измен ющеес , которое подаетс  на частотный модул тор 3 и с помощью которого периодически измен ют частоту заполнени  в пределах каждого электрического импульса возбуждени  резонансного ультразвукового преобразовател  5 и диапазон частот, включающий основную резонансную частоту преобразовател  5 и заданное число

ее нечетных гармоник. Частотный модул тор 3 при подаче на него модулирующего напр жени  с блока -2 модулирующего напр жени  непосредственно измен ет частоту генератора 4 импульсов .

Изобретение обеспечивает возможность получени  на экране осциллографа изображени  частотной зависимости

коэффициента затухани  ультразвуковых волн в исследуемой среде. Это особенно важно при исследовании частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн, измен ющегос  при различных внешних воздействи х , а также при контроле качества твердых тел, производимого по частотной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  частот- ной зависимости коэффициента затухани  ультразвуковых волн, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , блок модулирующего напр жени , частотный модул тор, генератор

   импульсов, второй вход которого подключен к второму выходу синхронизатора , резонансный ультразвуковой преобразователь, подключенные к выходу по.следнего последовательно соединенные усилитель и амплитудный детектор , и осциллограф, вход запуска которого подключен к третьему выходу синхронизатора, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  производительности , оно снабжено подключенным к четвертому выходу синхронизатора генератором импульса сравнени , выход которого подключен к первому информационному входу осциллографа , и подключенным к выходу амплитудного детектора последовательно соединенными логарифмическим усилителем , линией задержки, дифференциальным усилителем, второй вход которого

   подключен к выходу логарифмического усилител , и формирователем огибающей , выход которого подключен к второму информационному входу осциллографа .

   Фиг.1