SU1420518A1 - Устройство дл измерени скорости ультразвука в материале - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле качества материалов ультразвуковым методом. Цель изобретени  - повышение точности измерени  скорости ультразвука в материале и расширение функциональных возможностей за счет измерени  также и времени полно;) хани  ультразвука в материале. В одио .: положении коммутатора 19 синхроимпульсы поступают на излучаюш.ий пьезопреобразо- ватель 4 и на первый вход формировател  16 видеоимпульсов, второй вход которого подключают к выходу приемного пье;и1лрс- образовател  5 через усилитель 6, триггер 7и фор.мирователь 8 импульсов по фронтам сигнала. Выходной сигнал формировате, 1  16 видеои.мпульсов детектируют и регистрируют. 8другом положении коммутатора 19 сигнал с приемного пьезопреобразовател  5 усиливаетс , детектируетс  и подаетс  на триггер 10 Шмитта, из выходного сигнала которого но передним и задним фронтам формируют короткие импульсы. Они поступают на входы формировател  16 видеои.мнульсов, выходной сигнал с которого детектируетс  и регистрируетс . 2 ил. о (Л

Description

4;: 60 О СП

00

Изобретение относитс  к оборудованию дл  неразрушающего контрол  качества строительных изделий и материалов преимущественно из искусственно твердеющих смесей .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение функциональных возможностей путем измерени  времени полного затухани  ультразвука в материале.

На фиг. 1 ноказана структурна  схема усгройства; на фиг. 2 - временные диа- i|),i его работы.

лЧмройство состоит из синхронизатора 1, формировател  2 импульсов, генератора 3 зондирующих импульсов, излучающего г.ы зопреобразовател  4, приемного пьезопре- образовател  5, усилител  6, триггера 7, формировател  8 импульсов по фронтам сигнала, детектора 9, триггера 10 Шмитта, формирователей 11 и 12 импульсов, соответственно по задним и передним фронтам , триггера 13, таймера 14, формировател  15 импульсов по задним фронтам сигнала, формировател  16 видеоимпульсов, детектора 17, регистратора 18 и коммутатора 19.

Синхронизатор 1 своим выходом подклюмально замкнутый контакт секции А коммутатора 19 и, воздейству  на генератор 3, заставл ют его вырабатывать отрицательные импульсь большой амплитуды (фиг. 2в), под действием которых излучающий пьезопреоб- 5 разователь 4 излучает в контролируемый материал затухающие ультразвуковые колебани  (УЗК). Эти колебани  воспринимаютс  приемным пьезопреобразователем 5, преобразуютс  в электрические (фиг. 2г) и

10 поступают в усилитель 6, где усили ваютс  по амплитуде и инвертируютс  по фазе, что необходимо дл  нормальной работы триггера 7 и детектора 9 (фиг. 2д). С выхода усилител  6 колебани  поступают на вход триггера 7 и на вход детектора 9. Триггер

15 7 из каждой положительной полуволны прин тых колебаний формирует положительный импульс (фиг. 2е). Эти импульсы поступают на вход формировател  8 импульсов, который из их переднего фронта форми20 рует короткие отрицательные импульсы (фиг. 2ж), которые поступают на нормально замкнутый контакт секции В коммутатора 19. Детектор 9 из прин тых колебаний выдел ет огибающую (фиг. 2з), котора  поступает на вход триггера 10 Шмитта. Триггер 10 Шмитта

35

чей к формирователю 2 импульсов, выход 25 из огибающей прин тых колебаний (фиг. 2з)

формирует положительный импульс, который по длительности соответствует полному затуханию прин тых УЗК (фиг. 2и). Этот импульс поступает на входы формирователей 11 и 12 импульсов, где из переднего и зад- 30 него его фронтов формируютс  короткие отрицательные импульсы (фиг. 2к, 2л). С выходов формирователей 11 и 12 импульсов короткие отрицательные импульсы поступают на нормально замкнутые контакты секций А и В коммутатора 19 соответственно.

Триггер 13, таймер 14 и формирователь 15 импульсов выполн ют функцию управл емой линии задержки. Работает така  лини  следующим образом.

При поступлении на первый вход триггера 13 короткого отрицательного импульса на его выходе устанавливаетс  высокий уровень напр жени , который разрещает работу таймера 14. По истечении некоторого времени, определ емого органами настройки таймера 14, на выходе таймера 14 возникает короткий отрицательный импульс , который поступает на второй вход триггера 13, в результате чего на его выходе устанавливаетс  низкий уровень напр жени . Таким образом, на выходе триггера 13 возникает положительный импульс, временное положение переднего фронта которого определ етс  временным положением импульса, поступающего на первый вход триггера 13, а временное положение заднего фронта - положением органов насткоторого подключен к генератору 3 и нормально замкнутому контакту (дл  примера) одной секции (секци  А) коммутатора 19. Выход генератора 3 св зан с излучающим пьезопреобразователем 4. Приемный пьезо- преобразователь 5 св зан с входом усилител  -6, выход которого подключен к входу триггера 7 и входу детектора 9. Выход триггера 7 через формирователь 8 импульсов св зан с нормально замкнутым контактом лругой секции (секци  В) коммутатора 19. Выход детектора 9 подключен к входу триггера И) Шмитта, выход которого св зан с входами ({юрмирователей 11 и 12 Импульсов . Выходы формирователей 11 и 12 импульсов подключены к нормально разомкнутым контакта.м секций А и В, коммутатора 19 соответственно. Выход секции А коммутатора 19 подключен к первому входу триггера 13, 1М)1ход которого подключен к установочному входу таймера 14 и к входу формировател  15 импульсов по задним фронтам сигнала. Выход таймера 14 подключен к второму входу триггера 13. Выход формировател  15 импульсов св зан с первым входом формировател  16 видеоимпульсов, второй вход которого св зан с выходом секций В коммутатора 19. Выход формировател  16 видеоимпульсов через детектор 17 св зан с регистратором 18.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает пр моугольные импульсы положительной пол р40

45

50

ности (фиг. 2а), из переднего фронта которых гг ройки таймера 14. Импульс с выхода тригформирователем 2 импульсов вырабатываютс  короткие отрица. ьные импульсы (фиг. 26). Эти импульсы поступают на норгера 13 поступает на вход формировател  15 импульсов, где из его заднего фронта формируетс  короткий отрицательный иммально замкнутый контакт секции А коммутатора 19 и, воздейству  на генератор 3, заставл ют его вырабатывать отрицательные импульсь большой амплитуды (фиг. 2в), под действием которых излучающий пьезопреоб- разователь 4 излучает в контролируемый материал затухающие ультразвуковые колебани  (УЗК). Эти колебани  воспринимаютс  приемным пьезопреобразователем 5, преобразуютс  в электрические (фиг. 2г) и

поступают в усилитель 6, где усили ваютс  по амплитуде и инвертируютс  по фазе, что необходимо дл  нормальной работы триггера 7 и детектора 9 (фиг. 2д). С выхода усилител  6 колебани  поступают на вход триггера 7 и на вход детектора 9. Триггер

7 из каждой положительной полуволны прин тых колебаний формирует положительный импульс (фиг. 2е). Эти импульсы поступают на вход формировател  8 импульсов, который из их переднего фронта формирует короткие отрицательные импульсы (фиг. 2ж), которые поступают на нормально замкнутый контакт секции В коммутатора 19. Детектор 9 из прин тых колебаний выдел ет огибающую (фиг. 2з), котора  поступает на вход триггера 10 Шмитта. Триггер 10 Шмитта

из огибающей прин тых колебаний (фиг. 2з)

ройки таймера 14. Импульс с выхода триггера 13 поступает на вход формировател  15 импульсов, где из его заднего фронта формируетс  короткий отрицательный импульс , задержанный относительно импульса, поступившего на первый вход таймера 13, на врем , определ емое органами настройки таймера 14.

В работе устройства возможны два режима .

При положении коммутатора 19 произв- дитс  измерение времени распространени  первого вступлени  ультразвуковых колебаний (УЗК) в контролируемом материале. На первый вход триггера 13 с выхода секции А коммутатора 19 поступает сформированный импульс синхронизатора 1. При помощи RS-триггера 13, таймера 14 и формировател  15 этот импульс задерживаетс  и поступает на первый вход формировател  16 видеоимпульсов (фиг. 2м). На второй вход формировател  16 видеоимпульсов с выхода секции В коммутатора 19 поступают импульсы формировател  8 (фиг. 2ж). Формирователь 16 видеоимпульсов выполнен в виде триггера и поэтому на его выходе возникает положительный импульс, длительность которого равна времени распространени  первого вступлени  УЗК за вычетом времени задержки импульса синхронизатора, определ емого органами настройки таймера 14 (фиг. 2н ). Органами настройки таймера 14 добиваютс  длительности импульса равной или меньше 1 мкс. Далее этот импульс детектируетс  детектором 17 (фиг. 2о) и измер етс  регистратором 18, выполненным в виде вольтметра посто нного тока, шкала которого проградуирована в дол х микросекунды .

При другом положении коммутатора 19 производитс  измерение времени полного затухани  УЗК в контролируемом материале. На первый вход триггера 13 с выхода секции А коммутатора 19 поступает импульс, временное положение которого соответствует моменту первого вступлени  УЗК (фиг. 2,к). Далее при помош.и триггера 13, таймера 14 и формировател  15 импульсов он задерживаетс  и поступает на первый вход формировател  16 видеоимпульсов (фиг. 2м ) На его второй вход с выхода секции В коммутатора 19 поступает импульс, временное положение которого соответствует времени полного затухани  УЗК (фиг. 2л). На выходе формировател  16 видеоимпульсов возникает положительный импульс длительностью , равной времени полного затухани  .УЗК

за вычетом времени задержки импульса, соответствующего первому вступлению УЗК, определ емого органами настройки таймера 14 (фиг. 2н ). В дальнейшем работа устройства аналогична описанной ранее. 5В любом из режимов отсчет измерений

производитс  по положению органов настройки таймера 14 (тыс чи, сотни, дес тки, единиць микросекунд) и показанийм регистратора 18.

0.

Claims (1)

1. Формула изооретени 

   Устройство дл  измерени  скорости ультразвука в материале, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучаю5 щий пьезопреобразователь, последовательно соединенные приемный пьезопреобразователь и усилитель, формирователь видеоимпульсов и регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и рас0 ширени  функциональных возможностей за счет измерени  также и времени полного затухани  ультразвука, оно снабжено двухсекционным коммутатором, последовательно соединенными первым детектором, . вход которого св зан с выходом усили5 тел , триггером Шмитта и формирователем импульсов по передним фронтам сигнала, выход которого подключен к первому контакту первой секции коммутатора, св занной перекидным контактом с первым входом формировател  видеоимпульсов, после0 довательно соединенными первым триггеро.м, вход которого св зан с выходом усилител , и формирователем импульсов по фронтам сигнала, выход которого подключен к второму контакту первой секции коммутатора, последовательно соединенными таймером, вторым триггеро.м, второй вход которого подключен к перекидному контакту второй секции коммутатора, а выход - к входу таймера, и первым формирователем и.мпуль- сов по задним фронтам сигнала, выход

   0 которого св зан с вторым входом формировател  видеоимпульсов, включенным между выходом последнего и входом регистратора вторым детектором и вторым формирователем импульсов по задним фронтам сигнала , включенным между выходом триггера

   5 Шмитта и первым контактом второй секции коммутатора, второй контакт которой подключен к выходу синхронизатора.

   5

   -,J / f x/vVv

   ПППП

   Ж

   плл:

   ZL

   ...L«

   -A/V пппп

   Г1

   /iz:

   Zl....

   j..

   :г

   г