SU1578634A1 - Способ измерени времени распространени ультразвука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу акустических измерений и может быть использовано при измерении малых изменений времени распространени  ультразвука в образцах, подвергающихс  внешним воздействи м. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет сравнени  плавно измен емого периода непрерывных синусоидальных электрических колебаний со всеми парными сочетани ми из N прин тых сигналов. Дл   ркостной модул ции луча осциллографа используют серии из N импульсов и оценивают врем  распространени  ультразвука по усредненному значению интервала времени между (N-1) одновременно совмещаемыми эхо - импульсами. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к акустическим измерени м и может быть использовано при измерении малых изменений времени распространени  ультразвука в образцах, подвергаемых внешним воздействи м.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет сравнени  плавно измен емого периода непрерывных синусоидальных электрических колебаний со всеми попарными сочетани ми из N прин тых сигналов.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  осуществлени  способа; на фиг 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Устройство дл  осуществлени  способа измерени  времени распространени  ультразвука содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, последовательно соединенные линию 3 задержки, генератор 4 зондирующих импульсов, электроакустический преобразователь 5 (ЭАП), ограничитель 6 и

осциллограф 7, частотомер 8 и последовательно соединенные формирователь 9 импульсов и генератор 10 подсвечивающих импульсов, выход которого подключен ко входу  ркостной модул ции осциллографа

7,выход задающего генератора 1 соединен со входами делител  2 частоты, частотомера

8,с тактовым входом формировател  9 импульсов и с входом горизонтальной развертки осциллографа 7. Выход делител  2 частоты соединен со стартовым входом формировател  9 импульсов и с входом линии 3 задержки. На фиг. 1 также показан образец 11 исследуемого материала, на котором установлен ЭАП 5.

Устройство работает следующим образом .

Непрерывный синусоидальный сигнал задающего генератора (фиг. 2, а), период которого измер етс  при помощи частотомера 8, используетс  дл  запуска через делитель 2 частоты и линию 3 задержки

генератора 4 зондирующих импульсов, управлени  разверткой осциллографа 7 и задани  режима работы формировател  9 импульсов. Выходной сигнал генератора 4 зондирующих импульсов возбуждает ЭАП 5, работающий в совмещенном режиме. Коэффициент делени  делител  2 частоты выбираетс  таким, чтобы за врем  между двум  последовательными запусками генератора 4 происходило затухание всех отраженных ультразвуковых сигналов в образце 11. Прин тые ЭАП 5 сигналы поступают через ограничитель 6 на вход усилител  вертикального отклонени  осциллографа 7. Если период синусоиды равен интервалу времени между последовательными эхо- сигналами и коэффициент делени  частоты выбран равным, например, 100, то генератор 4 зондирующих импульсов срабатывает через 100 периодов синусоиды, причем каждый из этих 100 периодов обеспечивает горизонтальную развертку на экране осциллографа 7 к строго определенному моменту: первый период - к по влению зондирующего импульса, второй-к по влению первого отраженного импульса, третий - к по влению второго отраженного импульса и так далее. За счет послесвечени  экрана эхо-импульсы, по вл ющиес  на различных ходах развертки, выгл д т попериодно совмещенными . Дл  устранени  вли ни  эхо- импульсов с номером N примен етс   ркостна  модул ци  луча осциллографа 7 с помощью серии подсвечивающих импульсов , вырабатываемых генератором 10 под управлением формировател  9 импульсов. Период следовани  подсвечивающих им- пульсов-в серии совпадает с периодом сину- соидального сигнала генератора 1. Применение линии 3 задержки обеспечивает смещение изображени  эхо-импульсов в среднюю часть линии развертки, где совмещение эхо-импульсов может быть выполнено наиболее точно.

При проведении измерений на экране осциллографа 7, работающего первоначально в режиме автоматической развертки, наблюдают типичную последовательность эхо-импульсов (фиг, 2, г). По шкале экрана приближенно оценивают интервал между

соседними эхо-импульсами и выбирают равным или кратным ему исходное значение периода синусоидального сигнала генератора 1. При помощи формировател  9 задают число N эхо-импульсов, учитываемых в измерени х. Грубо подстраива  частоту генератора 1 и регулиру  длительность линии 3 задержки, подсвеченные участки развертки совмещают на экране с выбранными эхоимпульсами . Затем  ркость луча уменьшают настолько, чтобы были видны только подсвеченные импульсы. Осциллограф 7 перевод т в режим горизонтальной развертки от внешнего источника-генератора 1. Точной

подстройкой частоты генератора 1 обеспечивают попериодное совмещение эхо-импульсов с учетом противофазное™ четных и нечетных эхо-импульсов. При нарушении совмещени  эхо-импульсов подстройкой частоты генератора 1 восстанавливают совмещение и регистрируют показани  частотомера 8. Разность начальных и конечных показаний частотомера 8 определ ет изменение времени распространени  ультразвука в образце 11.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  времени распространени  ультразвука, заключающийс  в том, что в образце исследуемого материала

   возбуждают импульс ультразвуковых колебаний , принимают эхо-импульсы многократных отражений в образце исследуемого материала, плавно измен ют период непрерывных синусоидальных электрических колебаний , измер ют период синусоидальных электрических колебаний, соответствующий интервалу времени между прин тыми импульсами, и с его учетом определ ют врем  распространени  ультразвука, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, измерение периода непрерывных синусоидальных электрических колебаний осуществл ют при совпадении интервалов времени между первым и

   вторым, вторым и третьим..., (N-1J-M и N-м эхо-импульсами, половин интервалов времени между первым и третьим, вторым и четвертым{М-2)-м и N-м эхо-импульсами 1/N-x долей интервалов времени между

   первым и N-м эхо-импульсами.

   а

   Фиг.1 1234567 99 12345

   и

   ЧМ| Нч ««

   I- М -1