SU785733A1

SU785733A1 - Цифровой измеритель скорости ультразвука

Info

Publication number: SU785733A1
Application number: SU772538866A
Authority: SU
Inventors: Альгирдас Винцо Тамулис; Станисловас Ионо Антанайтис; Римантас-Ионас Юозо Кажис; Ионас Прано Якутис; Пранас-Бернардас Прано Милюс
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1980-12-07

Description

Изобретение относится к устройствам для неразрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано при создании автоматизированных систем контроля,

Известно устройство для измерения скорости ультразвука, содержащее генератор колебаний, генератор импульсов высокой частоты, излучатель, приемник, усилитель и счетчик [1].

Недостатком его являются низкая точность измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является цифровой измеритель скорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, излучающий и принимающий преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разностный делитель частоты, второй вход которого . подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер, второй ключ и счетчик импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генера2 тор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера- [2].

Недостатком его является низкая точность измерений.

⁵ Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель скорости снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа, первого триггера и генератора импульсов, третьим триггером, первый вход I которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с первым входом делителя частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами и соединенной также со вторым входом первого ключа.

На чертеже представлена блок-схема устройства,

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, излучающий и усилитель 4, первый триггер 5, переход которого соединен с выходом генера- 1, последовательно соединенные кварцегенератор 6, первый ключ 7, разностный преобразователь 2, принимающий преобразователь вый тора вый делитель 8 частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер 9, второй ключ 10 и счетчик 11 импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делителя частоты, и генератор 12 тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делителя частоты и второго триггера, делитель 13 частоты, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу тенератора тактовых импульсов, а выход — к входам второго ключа 10, первого триггера 5 и генератора 1 импульсов.

Кроме того, измеритель содержит третий триггер 14, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход с первым входом делителя 13 частоты, и схему ИЛИ 15, включенную между первым и третьим триггерами и соединенную также со вторым входом первого ключа 7.

Измеритель скорости ультразвука работает следующим образом.

В начальный момент времени t₀ генератор 1 импульсов возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно переводит в исходное нулевое состояние первый триггер 5, а также в единичное состояние третий триггер 14. При этом генератор 1 запускается в автоколебательном режиме с периодом повторения Т_о < + ^{+ т}з .

где т_а время прохождения ультразвука от излучателя до приемника;

т _э — задержка в электронных схемах.

Сигнал с выхода усилителя 4 переводит тригrep J4 в нулевое состояние, и в делитель 13 частоты записывается единица.

Ультразвуковой сигнал, излученный преобразователем 2, проходит исследуемую среду и принимается преобразователем 3, в котором преобразуется в электрический и поступает на основной вход усилителя 4. В усилителе 4 электрический сигнал усиливается, проходит первичную и вторичную обработку, и формируется сигнал с нормированной амплитудой и длительностью, задержанный на время относительно сигнала на входе усилителя 4, где — задержка в приемнике. Сформированный сигнал с выхода усилителя 4 подтверждает предыдущее (нулевое) состояние триггера 14, а также переводит делитель 13 частоты в нулевое состояние. При этом на входе делителя частоты образуется серия импульсов, из которых на выхе де делителя формируются импульсы, соответствующие по времени сигналу на выходе усили785733 4 теля 4. Эти импульсы переводят первый триггер 5 в единичное состояние и запускают гене-! ратор 1 импульсов.

Импульсы с выходов триггера 5 и 14 длительностью т_р и т_п , где - задержка в цепи запуска генератора, поступают на схему ИЛИ 15, на выходе которой образуется импульс г_э = т_а + . Этот импульс открывает ключ 7, на второй вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6. Импульсы, количество которых в серии равно: ^та

П =—2_ + 1,

Δί₀ где t - период повторения кварцевого генератора 6, с выхода ключа 7 поступают на вычитающий вход разностного делителя 8 частоты, на суммирующий вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6.

Если за некоторое время t₂ на суммирующий· вход .поступает число импульсов п₍, а на вычитающий - п₂, то общее число импульсов, записанных в разностный делитель 8 частоты, составляет ’ N = nj - п₂, а его коэффициент деления увеличивается на п₂.

В некоторый момент времени t₍ генератор 12 тактовых импульсов переводит разностный делитель 8 частоты, счетчик 11 и делитель 13 частоты в нулевое состояние, а также триггер 9 в единичное состояние. Этим импульсом открывается ключ 10, и импульсы автоциркуляции суммируются в счетчике. Импульсы с выхода кварцевого генератора 6 поступают на суммирующий вход разностного делителя 8 частоты. После переполнения разностного делителя частоты в некоторый момент времени t₂ импульс с его выхода переводит триггер 9 в нулевое состояние, на этом подсчет импульсов автоциркуляции в электронном счетчике прекращается. Длительность импульса на выходе триггера 9 составляет:

Т₂ = Т₍ + ΔΤ,

IS где ΔΤ = (η-1)Δίο (Nj-1) а число импульсов, записанных в будет равно so = (N₂-1)¾^ счетчик 11,

----------- + 1 ^га ^{+ т}э образом, предлагаемый исключить погрешность

N₂ измеритель измерения,

Таким позволяет вызванную постоянной задержкой в электрических цепях измерителя, что повышает точность измерений.

5S

Claims

Изобретение относитс к устройствам дл неразрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано при создании автоматизированных систем контрол , Известно -устройство дл измерени скорости ультразвука, содержащее генератор колебаний, генератор импульсов высокой частоты, излучатель , приемник, усилитель и счетчик 1. Недостатком его вл ютс низка точность измерений. Наиболее близким к изобретению по техщ1ческой сущности и достигаемому результату вл етс цифровой измеритель скорости ультра звука, содержаишй последовательно соединенны генератор импульсов, излучающий и принимающий преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разнос ный делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, вт рой триггер, второй ключ и счетчик импульсов второй вход которого подключен к третьему входу разностного делител частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делител частоты и второго триггера- 2. Недостатком его вл етс низка тоадость измерений. Цель изобретени - повышение точности измерений . Поставленна цель достигаетс тем, что измеритель скорости снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилител , второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа, первого триггера и генератора импульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов , второй вход - с первым входом делител частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами и соединенной также со вторым входом первого ключа . На чертеже представлена блок-схема устройства , Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, излучагоший цреобразователь 2, принимающий преобразователь 3 и усилитель 4, первый триггер 5, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, последовательно соединенные кварцевый генератор 6, первый ключ 7, разностный делитель 8 частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер 9, второй ключ 10 и счетшк 11 импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу разностного делител частоты , и генератор 12 тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делител частоты и второго триггера, делитель 13 частоты, первый вход которого подключен к выходу усилител , второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа 10, первого триггера 5 и генератора 1 импульсов. Кроме того, измеритель содержит третий триг гер 14, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с первым входом делител 13 частоты, и схему ИЛИ 15, включенную между первым итретьим триггерами соединенную также со вторым входом первого ключа 7. Измеритепь скорости ультразвука работает следующим образом. В начальный момент времени to генератор 1 и шульсов возбуждает излучающий преобразователь 2 и одновременно переводит в исходное нулевое состо ние первый триггер 5, а также в еддшшсе состо ние третий триггер 14. При этом генератор I запускаетс в автоколебательном режиме с периодом повторени То о врем прохождени ультразвука от излучател до приемника; т g - задержка в злектронных схемах Сигнал с вьгхода усилител 4 переводит триг тер И в нулевое состо ние, и в делитель 13 частоты записываетс единица. Ультррзву1со эс й сигнал, излученный преобразователем 2, проходит исследуемую среду и пр нимаетс преобразователем 3, в котором преобразуетс Е электрический и поступает на осковной вход усилител 4. В усилителе 4 электрический сигнт усиливаетс , проходит первичкую и вторичную обработку, и формируетс сигаал с нормированной амплитудой и длительностью , задержанный на врем т относительно сигнела на входе усилител 4, где т - задерж ка в приемнике. Сформированный сигнал с вы хода усилител 4 подтверждает предьщущее (нулевое) состо ние триггера 14, а также переводит делитель 13 частоты в нулевое состо ние . При этом на входе делител частоты образуетс сери импульсов, из которых на выхс де делител формируютс импульсы, соответствуюише по времени на выходе усилн7 4 ел 4. Эти импульсы перевод т первый триггер 5 в единичное состо ние и запускают гене ратор 1 импульсов. Импульсы с выходов триггера 5 и 14 длительностью Тр и т , где г - задержка в цепи запуска генератора, поступают на схему ИЛИ 15, на выходе которой образуетс импульс тэ а импульс открывает ключ 7, на второй вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6. Импульсы, количество которых в серии равно: где t - период повторени кварцевого генератора 6, с выхода ключа 7 поступают на вычитающий вход разностного делител 8 частоты, на суммирующий вход которого поступают импульсы с выхода кварцевого генератора 6. Если за некоторое врем tj на суммирующий, вход лоступает число илтульсов П, а на вычитающий - П2, то общее число импульсов, записанных в разностный делитель 8 частоты, составл ет N nj - П2, а его козффициеет делени увеличиваетс на nj. В некоторый момент времени t генератор 12 тактовых импульсов переводит разностный делитель 8 частоты, 11 и делитель 13 частоты в нулевое состо ние, а также триггер 9 в единичное состо ние. Этим импульсом открьгоаетс ключ 10, и импульсы автоциркул ции суммируютс в счетчике. Импульсы с выхода кварцевого генератора 6 поступают на суммирующий вход разностного делител 8 частоты . После переполнени разностного делител частоты в некоторый момент времени t импульс с его выхода переводит триггер 9 в нулевое состо ние, на этом подстет импульсов автоциркул ции в электронном счетчике прекращаетс . Длительность импульса на выходе триггера 9 составл ет: TJ Т, + ДТ, где ДТ (п-1)Д1о(М1-1) (Nj-l)i а число импулКов, записанных в счетчик 11, будет равно О 3 Таким образом, предлагаемый измеритель позвол ет исключить погрещность измерени , вызванную посто нной задержкой в электрических цеп х измерител , что повыщает точность измерений. Формула изобретени Цифровой измеритель скорости ультразвука, Содержащий последовательно соединенные Г НРратор импу71ьсов, излучающий и принимающий преобразователи и усилитель, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, первый ключ, разностный делитель частоты, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, второй триггер, второй ключ и счетчик импульсов , второй вход которого подключен к третьему входу разностного делител частоты, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами разностного делител частоты и второго триггера, отличаюшийс тем, что, с целью повышени точности измереннй , он снабжен делителем частоты, первый вход которого подключен к выходу усилител , второй вход - к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к входам второго ключа , первого триггера н генератора нмпульсов, третьим триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора нмпульсов, второй вход - с первым входом делнтел частоты, и схемой ИЛИ, включенной между первым и третьим триггерами н соединенной также со вторым входом первого ключа. Источники информации, прин тые во вннмание при экспертизе 1.Колесников А. Е. Ультразвуковые измерени . Издательство, стандартов, 1970, с. 82.
2.Авторское свидетельство СССР по 3aJaKe N 2529907/28, кл. G 01N 29/00, 1977 (прото