SU1585744A1 - Ультразвуковое устройство дл контрол акустических параметров материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающим методам испытаний и может быть использовано дл  контрол  акустических параметров материалов. Цель изобретени  - повышение информативности контрол  за счет расширени  динамического диапазона измерений скорости и поглощени  ультразвука. В устройстве осуществл етс  измерение амплитуды и полного сдвига фазы на выходе электроакустического тракта при помещении в него образца материала, дл  чего в устройство введены два синхронных детектора, счетчик целых фазовых циклов и блок вычислений, обеспечивающий определение искомых параметров по заданному алгоритму. 2 ил.

Description

17 формирователей импульсов, входы которых служат соответственно первым и вторым входами счетчика 14 целых фазовых циклов, счетчика 18 импульсов, триггера 19, одновибратора 20 и регистра 21 пам ти, выход которого служит выходом счетчика 14 целых фазовых циклов, выход первого формировател  16 импульсов подключен к информационному входу счетчика 18 импульсов, выход второго формировател  12 - к входу установки в состо ние логической Г триггера 19, вход установки в состо ние логического О триггера 19 и вход обнулени  счетчика 18 импульсов объединены и предназначены дл  подключени  к второму выходу, синхронизатора 9, выход триггера 19 подключен к входу управлени  счетчика 18 импульсов и к входу одновибратора 20, выход которого подключен к входу разрешени  записи регистра 21, информационный вход которого подключен к.выходу счетчика 18 импульсов.

Устройство работает cлeдy Qщим образом .

Сигнал с выхода генератора 1 синусоидального напр жени  чер.ез первыр фазовращатель 2 поступает на информационный вход ключа 3. При подаче на управл ющий вход ключа 3 сигналов со второго выхода синхронизатора 9 на выходе ключа 3 формируютс  зондирующие радиоимпульсы длительностью г и частотой ш , задаваемой генератором 1 синусоидального напр жени . .Радиоимпульсы с выхода ключа 3 поступают на излучающий электроакустический преобразователь (излучатель) 5, излучающий ультразвуковую волну в исследуемый образец 15. Ультразвукова  волна, прошедша  через образец, принимаетс  приемным злектроакустическим преобразователем (приемником) 6. Врем  Тф прохождени  ультразвуковой волны в образце можно выразить в виде

Гф Ф/со (2 п + (рУо) где -фазовый сдвиг в пределах 0-2 ; п - целое число фазовых циклов; (У-кругова  частота. Прин тый сигнал усиливаетс  в усилителе 7 и поступает на второй вход счетчика 14 целых фазовых циклов и первые входы первого 10 и второго 11 синхронных детекторов .- Счетчик 14 целых фазовых циклов подсчитывает число п целых фазовых циклов сигнала с выхода генератора 1 синусоидального напр жени  за врем  прохождени  ультразвукового импульса в образце 15. Синхронные детекторы 10 и 11 перемножают прин тые радиоимпульсы с опорными сигналами, поступающими на их

вторые входы, и интегрирование полученных произведений, В качестве опорных сигналов используют сдвинутые между собой на 90° с помощью второго фазовращател  8 сигналы синусоидального напр жени , вырабатываемые генератором 1. Сигналы на выходах первого 10 и второго 11 синхронных детекторов можно представить в виде

, 1

Zi /Unp АО slnftrtdt; (1) о

Z2 4 / Unp АО COSOrt dt (2) I n

15

,, ..ч {(((), гдеипр(0 |од

- прин тый радиоимпульсный сигнал; Do и Т- амплитуда и длительность ра- 0 диоимпульса соответственно;

Aoslncyt и Аосозол - синусоидальные опорные сигналы, частота которых совпадает с несущей .частотой радиоимпульсного сигнала;

5АО - амплитуда зондирующего сигнала.

Вычисление информативных параметров Uo и у осуществл етс  вычислительным блоком 12 по формулам

uo l VzTTi ;(3)

(4)

0

АО

9 arctg Z2/Zi Результаты измерени  амплитуды Do и фазы (р прин того радиоимпульса с выхода вычислительного блока 12 и результат счета 5 целых фазовых циклов п с выхода счетчика 14 целых фазовых циклов поступают на вход индикатора 13. При подаче на управл ющий вход индикатора 13 сигнала с четвертого выхода синхронизатора 9 на выход индика- 0 тора 13 вывод тс  результаты измерени  амплитуды Do и значение полного фазового сдвига ф 2  .п+.

Коэффициент поглощени  а и скорость V ультразвука в исследуемом обьекте дли- 45 ной L определ ютс  по формулам

(5)

,1 ,„ U

V 2М

1

ф.

(6)

Фаза и амплитуда зондирующего сигнала в необходимых пределах регулируютс  фазовращателем 2 и аттенюатором 4.

Счетчик 14 целых фазовых циклов работает следующим образом. Первый 16 и второй 17 формирователи формируют короткие импульсы в моменты равенства нулю фаз зондирующего и прин того радиоимпульсных сигналов соответственно. Интегрирование полученных импульсов зондирующего

сигнала производитс  счетчиком 18 импульсов . Момент начала интегрировани  задаетс  путем установки в нуль счетчика 18 импульсов управл ющим сигналом с второго выхода синхронизатора. Сигнал конец интегрировани  вырабатываетс  с пр- мощью триггера 19 при поступлении на него импульсов прин того сигнала. Считывание выходного кода счетчика 18 в регистр 21 пам ти происходит при поступлении на его вход разрешени  записи управл ющего сигнала, вырабатываемого одновибрато- ром 20.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковое устройство дл  контрол  акустических параметров материалов, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор синусоидального напр жени , первый фазовращатель, ключ, аттенюатор, излучатель , приемник и усилитель, подключенный к выходу генератора синусоидального напр жени , второй фазовращатель и синхро

   низатор , первым выходом подключенный к второму входу ключа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  информативности контрол , оно снабжено первым и

   5 вторым синхронными детекторами, последовательно соединенными вычислительным блоком и индикатором и счетчиком целых фазовых циклов, первые входы первого и второго синхронных детекторов подключе10 ны к выходу усилител , а вторые - к выходу генератора синусоидального напр жени  и второго фазовращател  соответственно, первый и второй входы вычислительного блока соединены с выходами первого и вто15 рого синхронных детекторов соответственно , второй вход индикатора - с выходом счетчика целых фазовых циклов, первый и второй входы которого соединены с выходом генератора синусоидального напр же- 20 ни  и усилител  соответственно, а второй, третий и четвертый выходы синхронизатора соединены с управл ющими входами счетчика целых фазовых циклов, вычислительного блока и индикатора соответственно.

   Фиг.1

   Фиг Л