SU1656336A1 - Device to meter ultrasonic velocity - Google Patents

Device to meter ultrasonic velocity Download PDF

Info

Publication number
SU1656336A1
SU1656336A1 SU894692350A SU4692350A SU1656336A1 SU 1656336 A1 SU1656336 A1 SU 1656336A1 SU 894692350 A SU894692350 A SU 894692350A SU 4692350 A SU4692350 A SU 4692350A SU 1656336 A1 SU1656336 A1 SU 1656336A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
amplifier
analog
selector
Prior art date
Application number
SU894692350A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Богдан Михайлович Дивеев
Зиновий Петрович Лютак
Михаил Николаевич Марковский
Original Assignee
Институт Прикладных Проблем Механики И Математики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Прикладных Проблем Механики И Математики Ан Усср filed Critical Институт Прикладных Проблем Механики И Математики Ан Усср
Priority to SU894692350A priority Critical patent/SU1656336A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1656336A1 publication Critical patent/SU1656336A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающим способам контрол  и может быть использовано при исследовании физико-химических свойств различных материалов . Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  погрешностей в усилителе и повышение производитетьнс- сти за :чет автоматизации счета номера полуволны сигнала. Из последовательности отраженных импульсов выдел етс  заданный n-ый импульс. Формирователем 9 отсекаетс  видеоимпульс из него с длительностью, равной периоду ультразвуковых колебаний. После элемента 12 Исключающее ИЛИ формируетс  пр моугольный импульс, длительность которого пропорциональна изменению усилени  усилител  5. Это изменение выдел етс  цепью из аналого-цифрового преобразовател  17, цифроаналогового преобразовател  18 или 19 и блока 20 сравнени . Упр&вг ющий сигнал поступает на усилитель 5. Номер отражени  индицируетс  счетчиком 13. 2 ил.The invention relates to non-destructive control methods and can be used in the study of the physicochemical properties of various materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy by reducing errors in the amplifier and increasing the output by: automating the counting of the half-wave number of the signal. From the sequence of reflected pulses, a given nth pulse is extracted. Shaper 9 cuts off the video impulse from it with a duration equal to the period of ultrasonic vibrations. After element 12, an Exclusive OR, a rectangular pulse is formed, the duration of which is proportional to the change in gain of amplifier 5. This change is extracted by a circuit from analog-digital converter 17, digital-to-analog converter 18 or 19, and comparison unit 20. A control & inrush signal is fed to amplifier 5. The reflection number is indicated by a counter 13. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающим способам контрол  и может быть применено при изучении физико-химических свойств различных материалов, наход щихс  в твердом и жидком состо ни х.The invention relates to non-destructive methods of control and can be applied in the study of the physicochemical properties of various materials in solid and liquid states.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений путем уменьшени  погрешности, вызванной разностью фазовых сдвигов сигналов усилителей, нелинейными и частотными искажени ми, а также прецизионной поддержкой амплитуды выходного сигнала, и повышение производительности труда путем автоматизации процесса счета номера полуволны.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the error caused by the difference in phase shifts of amplifiers, nonlinear and frequency distortions, as well as precision support for the amplitude of the output signal, and increasing productivity by automating the half-wave number counting process.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - диаграммы электрических процессов.Figure 1 shows the structural diagram of the device; figure 2 - diagrams of electrical processes.

Устройство содержит генератор 1, соединенный с акустическим преобразователем 2, механически св занным с контролируемой средой 3, и последовательно соединенные электронный ключ4,усили- t тель 5, детектор 6, пересчетный блок 7, причем второй выход блока 7 через линию 8 задержки соединен со своим вторым входом , а также последовательно соединенные формирователь 9 однопол рного сигнала, инвертор 10, селектор 11 и элемент 12 Исключающее ИЛИ, счетчик 13, первый вход которого соединен с выходом селектора 11, триггер 14. вход которого через сдвоенный переключатель 15 соединен с вторым выходом пересчетного блока 7, а выход соединен с первым входом компаратора 16, выходThe device contains a generator 1 connected to an acoustic transducer 2 mechanically connected with the controlled medium 3 and an electronic switch 4 connected in series, an amplifier 5, a detector 6, a counting unit 7, and the second output of the unit 7 is connected via its delay line 8 to its the second input, as well as serially connected shaper 9 unipolar signal, inverter 10, selector 11 and element 12 Exclusive OR, counter 13, the first input of which is connected to the output of selector 11, trigger 14. whose input through a double switch Juchatel 15 is connected to the second output of the counting unit 7, and the output is connected to the first input of the comparator 16, the output

ОABOUT

елate

СА) СА)SA) SA)

оabout

которого соединен с вторыми входами элемента Исключающее ИЛИ и счетчика 13, аналого-цифровой преобразователь 17(АЦП), выход которого соединен с входами пр мого 18 и инверсного 19 цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), а вход соединен с выходом элемента 12 Исключающее ИЛИ, блок 20 сравнени , первый и второй тходы которого соединены с выходами пр мого 18 и инверсного 19 ЦАП, а выход соединен с вторым входом усилител  5, блок 21 автозапуска, выход которого соединен с первым входом генератора 1, а вход соединен с выходом усилител  5, частотомер 22, вход которого соединен с выходом генератора 1, выход усилител  5 соединен с вторыми входами селектора 11 и компаратора 16, выход селектора 11 соединен с вторым входом генератора 1, выход которого соединен с входом электронного ключа 4, вход формировател  9 через сдвоенный переключатель 15 соединен с первым выходом пересчетного блока 7.which is connected to the second inputs of the Exclusive OR element and counter 13, analog-to-digital converter 17 (ADC), the output of which is connected to the inputs of the direct 18 and inverse 19 digital-analog converters (DAC), and the input is connected to the output of the element 12 Exclusive OR, block 20 comparison, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the direct 18 and inverse 19 DAC, and the output is connected to the second input of the amplifier 5, the autorunter unit 21, the output of which is connected to the first input of the generator 1, and the input is connected to the output of the amplifier 5, frequency meter 22 , entrance to second connected to the output of the generator 1, the output of the amplifier 5 is connected to the second inputs of the selector 11 and the comparator 16, the output of the selector 11 is connected to the second input of the generator 1, the output of which is connected to the input of the electronic switch 4, the input of the driver 9 is connected to the first output conversion unit 7.

Устройство дл  измерени  скорости ультразвука работает следующим образом.A device for measuring the speed of ultrasound works as follows.

При возбуждении генератором 1 ультразвукового преобразовател  2 импульсом 23 последний начинает колебатьс  и колебани  передаютс  в среду 3. Отразившись от границы раздела двух сред, ультразвуковые колебани  через электронный ключ 4 .поступают на усилитель 5. На врем  действи  мощного импульса 23 ключ 4 закрыт. Усиленные колебани  24 в виде коротких радиоимпульсов поступают на детектор 6 и преобразуютс  в видеоимпульсы 25, а дальше поступают на блок 7. В зависимости от положени  сдвоенного переключател  15 каждый n-й импульс (например, ) поступает на формирователь 9 и через линию 8 задержки - на второй свой вход. Переключатель 15 ставитс  всегда в такое положение , что, если на формирователь 9 поступает n-й импульс, то на триггер 14 поступает (п-1) импульс, который задним фронтом (п-1) импульсом устанавливаетс  в 1, а задним фронтом последующего п-го импульса устанавливаетс  в исходное положение , т.е. триггер 14 находитс  в единичном состо нии 26 на прот жении времени ti, за которое на компаратор 16 проходит импульс n-го отражени . Формирователь 9 отсекает часть n-го видеоимпульса длительностью , равной одному периоду ультразвуковых колебаний, и через инвертор 10 поступает на первый вход селектора 11, а на второй вход поступает радиоимпульс 24 от усилител  5. На выходе селектора 11 формируетс  отрицательна  полуволна 27, равна  половине периода радиоимпульса 24. Эта полуволна поступает на первый вход элемента 12 Исключающее ИЛИ, а на второй вход поступает р д импульсов 28 выбранного n-го отражени  из выхода компаратора 16. На выходе элемента 12 получаетс  одинWhen excited by the generator 1 of the ultrasonic transducer 2 by a pulse 23, the latter begins to oscillate and the oscillations are transmitted to medium 3. Reflecting from the interface between two media, the ultrasonic oscillations through the electronic key 4. Go to amplifier 5. The key 4 is closed during the action of the powerful pulse 23. The amplified oscillations 24, in the form of short radio pulses, arrive at detector 6 and are converted into video pulses 25, and then go to block 7. Depending on the position of the dual switch 15, each n-th pulse (for example) goes to driver 9 and through line 8 delay - at its second entrance. The switch 15 is always placed in such a position that if the n-th pulse arrives at the shaper 9, then the trigger 14 receives a (n-1) pulse, which is set to 1 by the falling edge (n-1) by the pulse, and th pulse is set to its original position, i.e. trigger 14 is in unit state 26 for a time ti, during which the n-th reflection pulse passes on comparator 16. The shaper 9 cuts off part of the n-th video pulse with a duration equal to one period of ultrasonic vibrations, and through the inverter 10 enters the first input of the selector 11, and the second input receives a radio pulse 24 from the amplifier 5. A negative half-wave 27 is formed at the output of the selector 11, equal to half the period radio pulse 24. This half-wave arrives at the first input of element 12 Exclusive OR, and the second input receives a series of pulses 28 of the selected n-th reflection from the output of comparator 16. At the output of element 12, one is obtained

импульс 29, длительность которого равна разности и длительностей Д|/ импульса 30 между двум  импульсами от компаратора 16 и селектора 11 на уровне V0n - опорное срабатывание элемента 12, т.е. в зэвисимо0 сти от амплитуды отселектированной полуволны будет мен тьс  фаза двух импульсов на уровне V0n и соответственно мен етс  длительность г.2 импульса 30. Импульс 30 поступает на вход АЦП 17, где преобразует5 с  в цифровую форму и поступает на ЦАП 18 и 19. Если амплитуда отселектированной полуволны меньше заданной, то срабатывает инверсный ЦАП 19 и через блок 20 сравнени  подаетс  в цепь обратной св зи усилител impulse 29, the duration of which is equal to the difference and durations of D | / impulse 30 between two pulses from the comparator 16 and the selector 11 at the level of V0n - the reference response of element 12, i.e. depending on the amplitude of the selected half-wave, the phase of two pulses will change at the level of V0n and the duration 2 of pulse 30 will change accordingly. Pulse 30 will be fed to the input of ADC 17, which will convert 5 seconds to digital form and fed to the DAC 18 and 19. If the amplitude of the selected half-wave is less than the specified one, then the inverse DAC 19 is triggered and through the comparison unit 20 is fed into the feedback circuit of the amplifier

0 5 таким образом, что амплитуда отселектированной полуволны увеличиваетс , а если амплитуда полуволны больше заданной, то срабатывает пр мой ЦАП 18 и через блок 20 сравнени  амплитуда полуволны уменьшает5 с .0 5 in such a way that the amplitude of the selected half-wave increases, and if the amplitude of the half-wave is greater than the specified one, the direct DAC 18 is triggered and through the comparison unit 20 the half-wave amplitude decreases 5 s.

Так как с помощью обратной св зи можно автоматически удерживать ошибку измерени  выходного сигнала усилител  в допустимых пределах, т.е. она обладает пет0 лей гистерезиса, то в данном случае, преоб- .разу  фазовый сдвиг двух импульсов в длительность импульса 30 при помощи АЦП и ЦАП 18 или 19, раздел   длительность импульса на т уровней, возможно в тSince feedback can be used to automatically keep the measurement error of the output signal of the amplifier within acceptable limits, i.e. it has a hysteresis loop, then in this case, the phase shift of two pulses transforms into a pulse duration of 30 using an ADC and a DAC 18 or 19, the pulse width is divided into m levels, possibly in t

5 раз уменьшить погрешность, вызванную изменением амплитуды выходного сигнала. С выхода селектора 11 импульс поступает на первый вход счетчика 13, запрещающий дальнейший счет, на второй вход поступают5 times to reduce the error caused by changes in the amplitude of the output signal. From the output of the selector 11, the pulse arrives at the first input of the counter 13, which prohibits further counting, the second input is received

0 счетные импульсы с выхода компаратора 16 и если отселектируетс  перва  полуволна, то на счетчике показание будет О, если - втора , то показани  будут равн тьс  показани м измеренной частоты частотометром,0 counting pulses from the output of the comparator 16 and if the first half-wave is selected, then on the counter the reading will be O, if is the second, then the readings will be equal to the measured frequency readings with a frequency meter,

5 если отселектируетс  треть  полуволна, то показани  счетчика удво тс  и т.д.5, if a third half-wave is selected, then the counter reading will double, and so on.

Если показани  счетчика не равны О и не кратны показани м частотомера, то имеет место за врем  одного цикла измерение се0 лекции первой, последующей и т.д. полуволн. Таким образом, по показани м счетчикамож- но судить о номере отселектированной полуволны во врем  одного цикла измерени , что в конечном итоге повышает произ5 водительность труда. Импульс с выхода селектора 11 поступает на второй вход генератора 1, который перезапускаетс  на новый цикл измерений. При отсутствии импульсов на выходе усилител  5 блок 21 автозапуска выдает импульсы сIf the meter readings are not equal to O and are not multiples of the frequency meter readings, then the measurement of the first, subsequent, etc., takes place during one cycle. half wave Thus, according to the meter readings, it is possible to judge the number of the selected half wave during one measurement cycle, which ultimately increases the productivity of labor. The pulse from the output of the selector 11 is fed to the second input of the generator 1, which is restarted to a new measurement cycle. In the absence of pulses at the output of the amplifier 5, the autorunter block 21 outputs pulses with

собственным периодом повторени  Таким образом, примен   один усилитель, добиваемс  уменьшени  погрешности измерени  из-за уменьшени  нелинейных и частотных искажений и фазовых сдвигов, вызванных неодинаковой глубиной отрицательной обратной св зи.with its own repetition period. Thus, using a single amplifier, we achieve a reduction in measurement error due to a decrease in nonlinear and frequency distortions and phase shifts caused by unequal depth of negative feedback.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  скорости ультразвука, содержащее последовательно соединенные блок автозапуска, генератор и акустический преобразователь, усилитель, выход которого св зан со входом блока автозапуска , детектор, пересчетный блок и линию задержки, выход которой св зан с установочным входом пересчетного блока, и частотомер, подключенный к выходу генератора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и производительности , оно снабжено последовательноA device for measuring the speed of ultrasound, comprising a serially connected autorun unit, a generator and an acoustic transducer, an amplifier whose output is connected to the autorun block input, a detector, a counting unit and a delay line whose output is connected to the adjusting block input, and a frequency meter connected To the output of the generator, characterized in that, in order to increase accuracy and productivity, it is provided with соединенными триггером, компарато- ромэлементом Исключающее ИЛИ, аналого-цифровым преобразователем, цифроаналоговым преобразователем и блоком сравнени , выход которого подключен к управл ющему входу усилител , последовательно соединенными формирователем однопол рного сигнала, инвертором и селектором , выход которого подключен к второму входу элемента Исключающее ИЛИ и управл ющему входу генератора, счетчиком , подключенным входами к выходам селектора и компаратора, инверсным цифроаналоговым пребразователем, включенным между выходом аналого-цифрового преобразовател  и вторым входом блока сравнени , и переключателем, включенным между выходами пересчетного блока и входами триггера и формировател  однопол рного сигната, в выход усилител  св зан с вторыми входами селектора и компаратора .connected by a trigger, a Comparator element Exclusive OR, an analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter and a comparison unit, the output of which is connected to the control input of the amplifier, connected in series by a single-side signal former, an inverter and a selector whose output is connected to the second input of the Exclusive OR element control input of the generator, a counter connected by inputs to the outputs of the selector and comparator, an inverse digital-to-analog transformer included between course of the analog-digital converter and a second input of the comparing unit, and a switch connected between the output sealer unit and trigger inputs and shaper unipolar of signature in the output of the amplifier is coupled to the second input selector and the comparator. фие-ifie-i 2323 2$$ 2 ППИПQPPIPQ tttt vv 30thirty ...,....,. I Ј7 I Ј7 - -3tJ- |abt- -3tJ- | abt пP пP vv «&л"& L 2.22.2
SU894692350A 1989-05-22 1989-05-22 Device to meter ultrasonic velocity SU1656336A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894692350A SU1656336A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Device to meter ultrasonic velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894692350A SU1656336A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Device to meter ultrasonic velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1656336A1 true SU1656336A1 (en) 1991-06-15

Family

ID=21448062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894692350A SU1656336A1 (en) 1989-05-22 1989-05-22 Device to meter ultrasonic velocity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1656336A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 746279, кл. G 01 Н 5/00, 1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4363242A (en) Pulsed phase locked loop strain monitor
GB2151356A (en) Sonic or ultrasonic distance measuring device
US4117731A (en) Pseudo continuous wave instrument
SU1656336A1 (en) Device to meter ultrasonic velocity
SU1619168A1 (en) Apparatus for ultrasonic inspection
SU1132220A1 (en) Ultrasonic immersion-type flaw detector
RU1775631C (en) Device for measuring resonance frequency of structure components
SU1652899A1 (en) Device for determining temperature dependence of material elasticity modulus
SU1499222A1 (en) Ultrasonic flaw detector
SU1578634A1 (en) Method of measuring the time of propagation of ultrasound
SU1295363A1 (en) Meter of time intervals
SU1566231A1 (en) Ultrasonic thermometer
SU1465715A2 (en) Hydraulic meter of sound velocity
SU1206626A1 (en) Apparatus for measuring ultrasound velocity
RU1805295C (en) Vibration-test facility for revolving wheels and disks
SU1404927A1 (en) Device for measuring absorption coefficient of ultrasound
SU857850A1 (en) Ultrasonic thickness meter
RU2017082C1 (en) Device for measuring resonant frequency of construction members
SU1603287A1 (en) Apparatus for checking strength of concrete
SU1527572A1 (en) Ultrasonic flaw detector
SU761833A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness gauge
JP3099555B2 (en) Stress measurement device
SU1702289A1 (en) Device for quality control of materials
SU1670579A1 (en) Method of measuring the time of ultrasound propagation in a material over a fixed base
SU629495A1 (en) Ultrasonic flaw detector