SU219853A1 - УСТРОЙСТВО дл ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДЕФЕКТОВМАТЕРИАЛА - Google Patents

Description

Данное изобретение представл ет собой устройство дл  определени  внутренних дефектов материала, в том числе пороков древесины , с помощью ультразвука.

Известны подобные устройства, включающие электроизмеритель, ультразвуковой прибор с излучателем и приемником импульсов, электронный измеритель коротких интервалов времени и делительный блок с регистрирующим прибором.

В предложенном устройстве дл  автоматизации процесса измерени  и обеспечени  возможности получени  электрического сигнала, пропорционального измеренной скорости ультразвука, к делительному блоку с регистрирующим прибором подключен электроизмеритель с ультразвуковыми щупами, соединенными с ультразвуковым прибором. К делительному блоку подключен также электронный измеритель коротких интервалов времени прохождени  ультразвуковой волны, подключенный через усилители к ультразвуковому прибору.

Работу предлагаемого устройства можно показать на примере исследовани  целостности древесины хлыста или бревна, которые характеризуютс  переменной базой измерени .

Диаметр хлыста или бревна /, перемещаемого по транспортеру 2, измер етс  в заданных по его длине местах контрол  при помощи электроизмерительного устройства (блок

/), захваты 3 которого действуют от привода 4. На концах захватов вмонтированы ультразвуковые излучатель 5 и приемник 6 так, что при измерении ствол оказываетс  зажатым между их рабочими поверхност ми, а измер емый диаметр D ствола фактически равен рассто нию S между ними. Рассто ние 5 фиксируетс  датчиком 7, преобразующим величину угла поворота захватов в соответствующее напр жение.

Датчик угла поворота 7 св зан питающим кабелем с расположенными на пульте управлени  блоком питани  5 и измерительным прибором 9, шкала 10 которого проградуирована в единицах длины.

На выходе электроизмерительного устройства получаетс  результат измерени , выраженный напр жением, пропорциональным величине измеренного диаметра, а точнее длине пути, прошедшего ультразвуковой волной в древесине между рабочими поверхност ми ультразвуковых щупов.

Врем  распространени  ультразвуковой волны в древесине контролируемого сечени  ствола измер етс  при помощи автоматиче (блок //), имеющего в своей схеме измеритель коротких интервалов времени, преобразующий их длительность в приращение электрического зар да.

Ультразвуковой прибор, состо щий из блока , задающего генератора 11, блока-делител  частоты 12, генератора зондирующих импульсов 13, усилител  14 приход щих сигналов и блока-питани  15, соединен двум  коаксиальными кабел ми с ультразвуковыми щупами , вмонтированными в захваты 3 электроизмерител  диаметров стволов.

В момент прижати  электроизмерительным устройством ультразвуковых щупов к стволу включаетс  генератор зондирующих импульсов 13 и зондирующие импульсы с определенной частотой повторени  начинают поступать на ультразвуковой излучатель 5 и через усилитель 16 на вход двухстабильного мультивибратора 17 измерител .

Начальный импульс опрокидывает мультивибратор 17 в его второе устойчивое состо ние . Отрицательный перепад с анода открывающейс  лампы мультивибратора открывает электронный ключ 18, и измерительна  емкость С через сопротивление начинает зар жатьс .

Ультразвуковой импульс, введенный излучателем 5 в древесину, проходит контролируемое сечение ствола, принимаетс  приемником 6 и через усилители 14 и 19 поступает на вход второго мультивибратора 20.

Пришедший сигнал опрокидывает второй мультивибратор 20 и закрывает электронный ключ 18, прекраща  этим поступление тока в измерительную емкость.

Приращение напр л ени  на измерительной емкости, пропорциональное времени прохождени  ультразвуковой волны в контролируемом сечении ствола, измер етс  электрометрическим блоком 21, в диагональ моста которого включен измерительный прибор 22 со шкалой, проградуированной в единицах времени .

На выходе автоматического ультразвукового измерител  времени получаетс  результат измерени , выраженный напр жением, -пропорциональным времени прохождени  ультразвуковой волны в древесине контролируемого сечени  ствола. При иаличии на выходах двух предыдущих устройств результатов измерени , выраженных напр жени ми V. и Vi, пропорциональными пути и времени прохождени  ультразвуковой волны в древесине; скорость ультразвука, исход  из выражени  (1), определ етс  на специализированном делительном устройстве (блок ///), возможна  схема которого реализует уравнение; - KzVу 0, где KI и Ка - константы.

Принципиальна  схема такого устройства с обратной св зью состоит из множительного звена 23, усилител  24 с отрицательным коэффициентом усилени , усилител  25 с большим коэффициентом усилени  и измерительного прибора 26. Напр жение Vf, полученное в

результате измерени  на выходе электрического блока 21, подаетс  на первый вход множительного звена 23. На второй вход этого звена по обратной св зи поступает выходное напр жение делительного устройства. В результате перемножени  этих величин на выходе множительного звена 23 по вл етс  напр жение , пропорциональное произведению KiVS Vf Это нанр жение подаетс  на вход

усилител  25. Одновременно на вход этого усилител  подаетс  напр жение V, полученное на выходе электроизмерител  диаметров стволов и изменившее свой знак на обратный в результате прохождени  через усилитель 24.

Благодар  большому коэффициенту усилени  усилител  25 его выходное напр жение автоматически регулируетс  так, чтобы разность двух поданных напр жений на его входе была примерно равна нулю, т. е. выполн лось

соотношение

A K,V V, - K,V Q.

На выходе делительного устройства получаетс  частное от делени  двух введенных величин , выраженное такЖе напр жением, пропорциональным искомой скорости прохождени  ультразвуковой волны в древесине. Это нанр жение регистрируетс  измерительным

прибором 26, шкала 27 которого проградуирована в единицах соответствующей скорости ультразвука. Полученный сигнал может быть непосредственно использован дл  оценки качества древесины в контролируемом сечении

ствола или введен в вычислительную машину дл  дальнейшей обработки и программировани  технологических операций.

Описываемое устройство может быть использовано при дефектоскопии и оценке прочнести таких строительных материалов, как бетон, железобетон, древесина, пластмассы, керамика.

Предмет изобретени 

Устройство дл  определени  внутренних дефектов материала, преимущественно пороков древесины, по скорости ультразвука, включающее электронзмеритель, ультразвуковой прибор с излучателем и приемником импульсов, электронный измеритель коротких интервалов времени и делительный блок с регистрирующим прибором, отличающеес  тем, что, с целью автоматизации процесса

измерени  и обеспечени  возможности получени  электрического сигнала, пропорционального измеренной скорости ультразвука, к делительному блоку с регистрирующим прибором подключены электронзмеритель с

ультразвуковыми щупами, соединенными с ультразвуковым прибором, и электронный измеритель коротких интервалов времени прохождени  ультразвуковой волны, подключенный через усилители также к ультразву