SU502323A1 - Устройство дл измерени анизотропии механических свойств волокнистых материалов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к оборудованию дл  исследовани  и испытани  обувных картонов, бумаги и других волокнистых листовых материалов .

Известно устройство дл  измерени  анизотропии механических свойств волокнистых материалов, например бумаги, содержащее генератор импульсов, электрически св занный с излучателем ультразвуковых колебаний, и приемники ультразвуковых колебаний, электрически св занные со схемой измерени  отношени  интервалов времени, имеющей усилители-формирователи .

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность определени  анизотропии механических свойств испытуемых материалов .

С целью повышени  точности измерени , схема измерени  содержит генераторы пилообразного и экспоненциального напр жени , амплитудный дискриминатор и последовательно соединенные цифровой измеритель с регистрирующим устройством, причем генератор импульсов соединен со вторыми входами генераторов пилообразного напр жени , первые входы которых соединены с соответствуюШ ми выходами усилителей-формирователей, при этом выход одного генератора пилообразного напр жени  соединен через схему пам ти амплитуды с одним из входов амплитудного дискриминатора, второй вход которого соединен через генератор экспоненциального напр жени  со вторым генераторО|М пилообразного напр жени , второй выход которого электрически св зан с цифровым измерителем .

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства. Она включает генератор зондируюш,их импульсов 1, соединенный с излучателем ультразвуковых колебаний 2, который вместе с приемниками ультразвука 3, 4 закреплен на треугольной раме 5 и установлен на листе 6 исследуемого материала .

Усилители-формирователи 7 и 8 электрически соединены с генераторами пилообразного напр жени  9 и 10. Схема пам ти амплитуды И подключена к одному входу амплитудного дискриминатора 12, к второму его входу подключен генератор экспоненциального напр жени  13. Выход дискриминатора 12 через цифровой измеритель 14 соединен с регистрирующим устройством 15.

На фиг. 2 изображены эпюры напр жений в отдельных блоках измерител  (на фиг. 2, а - зондирующий импульс генератора 1, на фиг. 2, б, в - импульсы на выходах генераторов пилообразного напр жени  9 и 10, на

фиг. 2, г - напр жение на выходе схемы 11 запоминани  амплитуды, на фиг. 2, д - напр жение на входах дискриминатора 12). Устройство работает следующим образом. На звукоизолирующую подкладку укладывают лист исследуемого волокнистого материала , а сверху прижи:Мают его излучателем и приемниками зльтразвука, закрепленными на направл ющих рамы 5 так, что направление баз измерени  совпадает с продольным и поперечным нанравлени ми материала. Рассто ние между излучателем и приемниками звука равны. После включени  прибора генератор напр жени  1 возбуждает излучатель 2 электрическим вмиульсом, который трансформируетс  последним в ультразвуковые колебани , распростран ющиес  в исследуемом материале. Одновременно импульсом генератора 1 запускаютс  генераторы пилообразного напр жени  9 и 10. Приемники 3 и 4 припимают прощедщие по продольному и поперечному направлени  м :материала ультразвуковые колебани , трансформируют их в электрические и подают в усилители-формирователи 7 и 8. Они в момент вступлени  переднего фронта прин тых сигналов формируют короткие импульсы, которыми останавливаютс  генераторы пилообразного напр жени  9 и 10. Импульсом усилител -формировател  10 в то же врем  запускаетс  цифровой измеритель 14. Таким образом на выходах генераторов пилообразного напр жени  по вл ютс  пилообразные импульсы напр жени , амплитуды которых пропорциональны временам распространени  ультразвука по двум направлени м исследуемого материала. Меньщее из пилообразных напр жений, соответствующее направлению материала, имеющее большую скорость ультразвука, подаетс  на вход схемы пам ти амплитуды 11, котора  выдает посто нное напр жение, равное амплитудному значению пилообразного импульсного напр жени . Оно поступает на один вход амплитудного дискриминатора 12. На другой вход последнего подаетс  эксооненщиальное напр жение с выхода генератора 13, начальна  амплитуда которого равна амплитуде второго пилообразного напр жени . В момбнт равенства обоих напр жений амплитудный дискриминатор выдает короткий импульс, которым останавливаетс  цифровой измеритель 14. На цифровом табло последнего фиксируетс  значение интервала времени, за которое амплитуда экспоненциалыного напр жени  становитс  равным посто нному напр жению на выходе схем запоминани  амплитуды 11. Как показано -ниже, этот интервал времени численно равен отноще«ию времени распространени  ультразвука в исследуемом материале , или что то же самое, измер емому коэффициенту ан.изотропии механических свойств материала. Показани  измерител  интервалов регистрируютс  устройством 15. Обозначим через TI и Т2 интервал времени распространени  ультразвука в исследуемом материале, причем Пусть Ui п U обозначают еропорциональные лм амплитуды пилообраз1ных напр жений. Напр жение па выходе генератора экспоненциальных лапр женнй: и -:. и,е Когда U U|, срабатывает амнлитудный дискримршатор , поэтому: U,..:t,(1) Поскольку и U2 kT, где k - коэффициент пропорциональности, из (I) получим: ZL .- А т, -. где т-временна  посто нна  экспо.нонциального напр жени  генератора 13. Выразив отнощение (2) в децибелах, окончательно имеем: /, . 8,68 TI Очевидно, что соответствующим выбором постс .ксюй можно достичь равенства: -::. 10-, где n-Q, 1, 2, 3. .. Тогда на цифровом табло измерител  ИНтервалов времени получим численное значение коэффициента анизотропии, выраженного в децибелах. Фор ,м у л а изобретен и   Устройство дл  измерени  анизотропии механических свойств волокнистых материалов, например бумаги, содержащее генератор импульсов , электрически св занный с излучателем ультразвуковых колебаний, и приемники ультразвуковых колебаний, электрически св занные со измерени  отношени  интервалов времени, имеющей усилители-формирователи , о т „ и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , схема из.мерени  содержит генераторы пилообразного и экспоненцпального напр жени , амплитудный дискриминатор и последовательно соединенные цифровой измеритель с регистрирующим устройством, причем генератор импульсов соединен со вторыми входами генераторами пилообразного напр жени , первые входы которых соединены с соответствующими выходами усилителей-формирователей, при этом выход одного генератора пилообразного напр жени  соединен через схему пам ти амплитуды с одим из входов амплитудного дискриминатора, торой вход которого соединен через генераор экспоненциального напр жени  со вторым енератором пилообразного напр жени , втоой выход которого электрически св зан с цифровым измерителем.

fut. 1