SU1716422A1

SU1716422A1 - Устройство выборки акустических сигналов

Info

Publication number: SU1716422A1
Application number: SU904813157A
Authority: SU
Inventors: Валерий Петрович Ольшанский; Нина Владимировна Суркова
Original assignee: Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им.С.М.Кирова
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в ультразвуковых толщиномерах, дефектоскопах , в измерител х скорости ультразвука . Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет плавающей отсечки акустических шумов. Генератор 2 « зондирующих импульсов возбуждает электромагнитно-акустический преобраэова- тель 1, который возбуждает в контролируемом объекте акустические волны. Отраженные волны регистрируют- с и поступают на .ключ 6, выдел ющий первый отраженный импульс. Полученный импульс опрокидывает триггер 7, который отсекает первый импульс и пропускает все последующие. Последовательность эхо-импульсов поступает на первый вход компаратора 10, на второй вход которого поступает сигнал с пиково- го детектора 9, нормализу тем самым амплитуду. 1 ил. СО С

Description

а v4

ГО ГО

Изобретение относитс к измеритель- Ц4ай технике и может быть использовано в yW-развуковых толщиномерах, дефекто- крпах, в измерител х скорости ультразвуку

Известны устройства выборки акустических сигналов, примен емые в ультразвуковых толщиномерах, в которых с целью повышени точности измерени последовательно соединены: преобразователь, соединенный с генератором и усилителем, пиковый детектор, подключенный своим входом к выходу усилител , дифференциальна цепочка, усилитель-ограничитель, регистр пам ти, св занный с усилителем-ограничителем управл ющим входом, дешифратор , св занный с индикатором, генератор счетных импульсов и счетчик.

Недостатком таких устройств вл етс низка точность измерений в силу значи- . тельных биений амплитуд эхо-сигналов ультразвуковых преобразователей и возможной смешанной регистрации эхо- импульсов сдвиговых и продольных волн.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство выбора информации дл бесконтактных ультразвуковых эхо-импульсных толщиномеров. В устройстве содержащем электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), генератор, усилитель , два временных селектора, эмиттерный повторитель, одновибратор, триггер, фазо- инвертор, схему обработки и регистрации сигнала, применена схема плавающей амплитудной отсечки импульсов акустических помех, обеспечивающа выделение информационных импульсов. Усиленные эхо-сигналы поступают на вход первого временного селектора, управл емого одно- вибраторами. Временной селектор выполнен по схеме линейного диодного ключа, управл емого генератором тока на транзисторе , включенном по схеме с общим эмиттером .

Пары эхо-импульсов, несущие информацию о толщине контролируемого издели с частотой следовани , равной частоте следовани зондирующих импульсов генератора , с выхода первого временного селектора, поступают через эмиттерный повторитель на вход второго схемно аналогичного временного селектора. На выход временного селектора пары информационных импульсов пропускаютс лишь через такт. Возмож- ность черезтактового пропускани сигналов вторым временным селектором обеспечиваетс тем, что им управл ет триггер со счетным входом, запускаемый генератором зондирующих импульсов. Эхо-импульсы с выхода второго временного

селектора поступают через фазоинвертор на сигнальный вход схемы отсечки. На его управл ющий вход подаетс посто нное напр жение , пропорциональное амплитуде

эхо-импульсов.

Недостатком устройства вл етс че- резтактовое пропускание информационных пар импульсов. Если акустические помехи в этих двух тактах окажутс различными, что

0 весьма веро тно вследствие спонтанных помех в электроакустическом такте, то устройство допустит ошибку в измерени х. В св зи с этим указанное устройство характеризуетс недостаточно высокой точностью

5 измерений.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени информационных параметров акустических сигналов.

Цель достигаетс тем, что устройство

0 выборки акустических сигналов, содержащее последовательно соединенные синхро- генератор, генератор зондирующих импульсов, электромагнитно-акустический преобразователь, усилитель и ключ, генера5 тор строб-импульса, включенный между выходом синхрогенератора и управл ющим входом ключа, и последовательно соединенные компаратор и схему обработки и регистрации результатов, снабжено пиковым

0 детектором, включенным между выходами синхрогенератора и ключа и управл ющим входом компаратора, и последовательно соединенными триггером, подключенным к выходам синхрогенератора и ключа, и вто5 рым ключом, второй вход которого подключен к первому ключу, а выход второго ключа соединен с входом компаратора.

В известных устройствах не примен лось совмещение в одном такте получени

0 информации и обработки сигнала с целью устранени помех, которые возникают, в частности при колебани х зазора между ЭМА преобразователем и объектом контрол . В предлагаемом устройстве ключами выдел 5 етс первый эхо-импульс, самый большой по амплитуде, дл установки уровн сравнени компаратора. Уровень сравнени вырабатываетс пиковым детектором. В зависимости от величины зазора между преО образователем и изделием амплитуды эхо- импульсов измен ютс , соответственно измен етс и уровень сравнени компаратора , т.е. по вл етс плавающа отсечка акустических шумов в каждом такте измере5 ни . Это позвол ет автоматически исключать в некотором диапазоне вли ние величины зазора, синхронно мен уровень сравнени компаратора.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.

Устройство выборки акустических сигналов содержит ЭМА преобразователь 1, соединенный с генератором 2 и усилителем 3, синхрогенератор 4 с генератором строб- импульса 5, первый ключ 6, триггер 7, вто- рой ключ 8, пиковый детектор 9, компаратор 10 и схемы 11 обработки и регистрации результата .

Устройство выборки акустических сигналов толщиномера работает следующим образом.

Импульс синхрогенератора 4 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, генератор 5 строб-импульса и производит сброс триггера 7. пикового детектора 9 и схем 11 обработки и регистрации результата. Генератор 2 зондирующих импульсов возбуждает с помощью ЭМА преобразовател 1 ультразвуковую волну в объекте. Отраженные от дна объекта эхо-импульсы регистри- руютс тем же ЭМА преобразователем 1, усиливаютс предварительным усилителем 3 и поступают на вход ключа 6, который с помощью генератора 5 строб-импульса освобождает последовательностьэхо-импуль- сов от переходного процесса в начале развертки и пропускает эхо-импульсы, начина с первого.

Первым эхо-импульсом опрокидываетс триггер 7 в состо ние 1 и устанавлива- етс пороговый уровень на выходе пикового детектора 9. Ключ 8, управл емый триггером 7 пропускает на выход все эхо-импуль- сы, за исключением первого. Последовательность эхо-импульса, начина с второго, поступает на первый вход компаратора 10, а на второй вход компаратора поступает переменный уровень с пикового детектора 9, который формируетс последовательностью эхо-импульсов. С выхода ком- паратора нормализованные сигналы, -соответствующие эхо-импульсам, поступают на схемы 11 обработки и регистрации толщиномера.

В ЭМА толщиномерах используютс , в основном, сдвиговые волны, применение которых обеспечивает увеличение точности измерени и расширение диапазона измер емых толщин в сторону минимальных толщин , Однако на практике сигналы ЭМА преобразователей нар ду с отраженными от дна объекта сдвиговыми волнами, содержат продольные волны, которые в этом случае вл ютс помеховь/ми. Соотношение амплитуд сдвиговых и продольных волн Ut/UP определ ют пороговый уровень крмпаратора;формирующего временной интервал , соответствующий толщине издели и составл ет в большинстве конструкций преобразователей величину Ut/U( 5-8.

При уменьшении амплитуды полезного сигнала Ut вследствие увеличени зазора между преобразователем и объектом контрол это соотношение почти не мен етс . Последнее обсто тельство позвол ет использовать плавающую отсечку акустических шумов дл расширени функциональных возможностей ЭМА преобразователей , в частности дл увеличени предельно допустимого рабочего зазора между ЭМАП и объектом контрол . Применение плавающей отсечки обеспечивает, кроме того, уменьшение погрешностей измерени временных интервалов между эхо- импульсами, св занную с изменением крутизны фронта эхо-импульсов вследствие воздействи мешающих факторов (колебани зазора, амплитуды зондирующего импульса , физических свой ств поверхностного сло объекта контрол ). Преимуществом предлагаемого устройства вл етс то, что получение информации дл коррекции уровн отсечки (порогового уровн компаратора) производитс в том же такте, что и измерение параметррв полезных сигналов. Таким образом, предлагаемое устройство прзво- л ет повысить достоверность выборки акустических сигналов и точность измерений в ультразвуковых толщиномерах и дефектоскопах . . Фор мула изобретени

Устройство выборки акустических сигналов , содержащее последовательно соединенные синхрогенератор, генератор зондирующих импульсов, электромагнитно- акустический преобразователь, усилитель и первый ключ, генератор строб-импульса, включенный между выходом синхрогенератора и управл ющим входом ключа, и последовательно соединенные компаратор и схему обработки и регистрации результатов , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, оно снабжено пиковым детектором, включенным между выходами синхрогенератора и ключа и управл ющим входом компаратора, и последовательно соединенными триггером, подключенным к выходам синхрогенератора и ключа, и вторым ключом, второй вход которого подключен к первому ключу, а выход второго ключа соединен с входом компаратора .

Claims

Формула изобретения

Устройство выборки акустических сигналов, содержащее последовательно соединенные синхрогенератор, генератор зондирующих импульсов, электромагнитноакустический преобразователь, усилитель и первый ключ, генератор строб-импульса, включенный между выходом синхрогенератора и управляющим входом ключа, и последовательно соединенные компаратор и схему обработки и регистрации результатов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено пиковым детектором, включенным между выходами синхрогенератора и ключа и управляющим входом компаратора, и последовательно соединенными триггером, подключенным к выходам синхрогенератора и ключа, и вторым ключом, второй вход которого подключен к первому ключу, а выход второго ключа соединен с входом компаратора.