SU785735A1

SU785735A1 - Autocirculation apparatus for measuring ultrasound velocity in media

Info

Publication number: SU785735A1
Application number: SU782672706A
Authority: SU
Inventors: Борис Артемович Сывак; Михаил Антонович Дяченко
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Аналитического Приборостроения Киевского Нпо "Аналитприбор"
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1980-12-07

Description

Изобретение относится к устройствам для неразрушающихся испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано для определения физических параметров сред.The invention relates to devices for non-destructive testing by the ultrasonic method and can be used to determine the physical parameters of the media.

Известно автоциркуляционное устройство для контроля сред, содержащее два электронноакустических канала [1].Known auto-circulating device for monitoring media containing two electron-acoustic channels [1].

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurements.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автоциркуляционное устройство для измерения скорости ультразвука в средах, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель и селектор, управляемый генератор, выход которого соединен с входом генератора импульсов, формирователь импульсов и линию задержки 12].The closest to the invention in technical essence and the achieved result is an auto-circulation device for measuring ultrasound velocity in media, containing a pulse generator, a radiating converter, a receiving converter, an amplifier and a selector, a controlled generator, the output of which is connected to the input of a pulse generator, a pulse shaper and delay line 12].

Недостатком его является низкая точность измерений ввиду того, что каждое излучение в среду должно модулироваться информативным импульсным сигналом.Its disadvantage is the low measurement accuracy due to the fact that each radiation into the medium should be modulated by an informative pulse signal.

Кроме того, устройство не позволяет получить информацию .о затухании ультразвука в среде.In addition, the device does not allow obtaining information on the attenuation of ultrasound in the medium.

Цель изобретения — повышение точности измерений и обеспечение одновременного измерения затухания ультразвука.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements and the simultaneous measurement of attenuation of ultrasound.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено одновибратором, выход которого подключен к входу управляемого генератора, первым триггером, включенным между селектором и одновибратором, вторым триб те ром, первый вход которого соединен с входом одновибратора, второй вход - со вторым входом управляемого генератора, первым ключом, первый вход которого соединен с выходом линии задержки, второй вход - с выходом первого триггера, а выход - с входом одновибратора, вторым ключом, включенным между генератором импульсов и усилителем, третьим триггером, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, второй вход - к выходу одновибратора, а выход — к входу второго ключа, и компаратором, включенным между одновибратором и вторым триггером и соединенным с первым входом линии задержки, второй вход которой; подключен к выходу усилителя и к входам селектора и управляемого генератора, а вход формирователя импульсов соединен с выходом усилителя и выход — со вторым входом селектора.This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a single vibrator, the output of which is connected to the input of the controlled oscillator, the first trigger connected between the selector and the single vibrator, a second tribrach, the first input of which is connected to the input of the single vibrator, the second input - with the second input of the controlled generator, the first a key, the first input of which is connected to the output of the delay line, the second input - with the output of the first trigger, and the output - with the input of a one-shot, the second key connected between the pulse generator and the amplifier, tr tim flip-flop having a first input connected to the output of the pulse shaper and the second input - to the output of monostable multivibrator, while the output - to the input of the second switch, and a comparator connected between the One-Shot timer and a second flip-flop and connected to the first input of the delay line, wherein the second input; connected to the output of the amplifier and to the inputs of the selector and the controlled generator, and the input of the pulse shaper is connected to the output of the amplifier and the output to the second input of the selector.

Кроме того, устройство снабжено частотомером, вход которого подключен к выходу усилителя, и счетчиком, входы которого подключены соответственно к выходам усилителя и селектора.In addition, the device is equipped with a frequency meter, the input of which is connected to the output of the amplifier, and a counter, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the amplifier and selector.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of a device.

Устройство содержит последовательно ^оеди- 15 ненные генератор 1 импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3, усилитель 4 и селектор 5, управляемый генератор 6, выход которого соединен с входом генератора 1 импульсов, формирователь 7 импуль- jo сов, линию 8 задержки, одновибратор 9, выход которого подключен к входу управляемого генератора 6, первый триггер 10, включенный между селектором 5 и одновибратором 9, второй триггер 11, первый вход которого соеди- 2S нен с входом одновибратора 9, второй вход — со вторым входом управляемого генератора 6, первый ключ 12, первый вход которого соединен с выходом линии 8 задержки, цторой входс выходом первого Триггера 10, а выход - зо с входом одновибратора 9, второй ключ 13, включенный между генератором 1 импульсов и усилителем 4, третий триггер 14, первый вход которого подключен к выходу формирователя Ί ИМПУЛЬСОВ, второй ВХОД - К ВЫХОДУ ОДНОВИбратора 9, а выход - к входу второго ключа 13, и компаратор 15, включенный между одновибратором 9 и вторым триггером 11 и соединенный с первым входом линии 8 задержки, второй вход которого подключен к выходу усили- 40 теля 4 и к входам селектора 5 и управляемого генератора 6, а вход формирователя 7 импульсов соединен с выходом усилителя 4 и выход со вторым входом селектора 5.The device comprises sequentially connected 15 pulse generator 1, a radiating converter 2, a receiving converter 3, an amplifier 4 and a selector 5, a controlled generator 6, the output of which is connected to the input of a pulse generator 1, a pulse shaper 7, a delay line 8, one-shot 9, the output of which is connected to the input of the controlled generator 6, the first trigger 10 connected between the selector 5 and the one-shot 9, the second trigger 11, the first input of which is connected 2S to the input of the one-shot 9, the second input - with the second input of the controlled generator 6, the first key 12, the first input of which is connected to the output of the delay line 8, the second input is the output of the first Trigger 10, and the output is the one with the input of the one-shot 9, the second key 13 is connected between the pulse generator 1 and amplifier 4, the third trigger 14, the first input of which is connected to the output of the driver С PULSES, the second INPUT - TO THE OUTPUT OF ONE selector 9, and the output - to the input of the second key 13, and a comparator 15 connected between the one-shot 9 and the second trigger 11 and connected to the first input of the delay line 8, the second input which is connected to the output at the amplifier 40 of the amplifier 4 and to the inputs of the selector 5 and the controlled generator 6, and the input of the pulse shaper 7 is connected to the output of the amplifier 4 and the output to the second input of the selector 5.

Кроме того, устройство содержит частотомер 16, вход которого подключен к выходу усилителя 4, и счетчик 17, первый вход которого подключен к выходу усилителя 4, а второй вход — к выходу селектора 5.In addition, the device includes a frequency meter 16, the input of which is connected to the output of the amplifier 4, and a counter 17, the first input of which is connected to the output of the amplifier 4, and the second input to the output of the selector 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Генератор 1 импульсов возбуждает излучающий преобразователь 2, далее импульс проходит через среду и принимается приемным преобразователем 3, Принятый сигнал преобразуется в электрический радиоимпульс и поступает в усилитель 4. С выхода усилителя 4 сиг- ** нал через ключ 13 поступает на генератор 1 импульсов. Далее циклы рециркуляции повторяются. На выходе усилителя 4 появляются видеоимпульсы, имеющие форму огибающей радиоимпульса. Из переднего фронта каждого видеоимпульса в формирователе 7 формируются П-образные импульсы, длительность которых с каждым циклом рециркуляции возрастает.The pulse generator 1 excites the emitting transducer 2, then the pulse passes through the medium and is received by the receiving transducer 3, The received signal is converted into an electric radio pulse and fed to the amplifier 4. From the output of the amplifier 4, the signal ** through the key 13 is supplied to the pulse generator 1. Further recycle cycles are repeated. At the output of amplifier 4, video pulses appear in the form of an envelope of a radio pulse. U-shaped pulses are formed from the leading edge of each video pulse in the driver 7, the duration of which increases with each recirculation cycle.

Импульсы с выхода формирователя 7 поступают на вход селектора 5 импульсов, и когда длительность последнего будет более заданной, то селектор 5 открывается и пропускает на выход импульс, поступающий с усилителя 4.The pulses from the output of the shaper 7 are fed to the input of the pulse selector 5, and when the duration of the latter is more than specified, the selector 5 opens and passes the output from the amplifier 4 to the output.

Каждый информативный импульс запускает линию 8 задержки. Задержанный импульс поступает на вход ключа 12, на второй вход которого поступает разрешающий потенциал с выхода ”0” триггера 10, срабатывающего от информативного импульса, пришедшего через селектор 5. При этом ключ 12 пропускает на выход задержанный импульс, который сбрасывает триггер 10 в исходное состояние, запускает одновибратор 9 и триггер 11. С выхода одновибратора 9 импульс заданной длительности поступает на вход управляемого генератора 6, запускает его, а также разрешает прохождение по входу генератора 6 .последнего информативного импульса, который модулирует частоту радиоимпульса генератора 6. С выхода генератора 6 сформированный радиоимпульс поступает на вход генератора 1 импульсов, после чего начинается новая серия циклов рециркуляции.Each informative impulse starts the delay line 8. The delayed pulse is fed to the input of the key 12, the second input of which receives the resolving potential from the “0” output of the trigger 10, which is triggered by the informative pulse that came through the selector 5. In this case, the key 12 passes the delayed pulse to the output, which resets the trigger 10 to its original state , starts the one-shot 9 and the trigger 11. From the output of the one-shot 9, a pulse of a given duration goes to the input of the controlled generator 6, starts it, and also allows the passage of the last informative impu ice, which modulates the frequency of the radio pulse of the generator 6. From the output of the generator 6, the generated radio pulse is fed to the input of the pulse generator 1, after which a new series of recirculation cycles begins.

На компаратор 15 временных интервалов поступают импульсы с выходов одновибратора 9 и триггера 11, причем если длительность импульсов триггера 11 будет отличаться от половины длительности импульса одновибратора 9, то компаратор 15 выдает сигнал управления на линию 8 задержки, чтобы автоматически поддерживать указанное соотношение при изменении скорости ультразвука в среде и соответствующем изменении частоты следования импульсов.The comparator 15 time intervals receives pulses from the outputs of the one-shot 9 and the trigger 11, and if the pulse width of the trigger 11 will differ from half the pulse width of the one-shot 9, the comparator 15 generates a control signal to the delay line 8 to automatically maintain this ratio when the ultrasound speed changes in the medium and the corresponding change in the pulse repetition rate.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерений за счет того, что внутри серии циклов рециркуляции излучаемый импульс не модулируется.The use of the invention improves the accuracy of measurements due to the fact that within a series of recirculation cycles the emitted pulse is not modulated.

Claims

the second trigger and connected to the first input of the delay line, the second input of which is connected to the output of the amplifier and to the inputs of the selector and controlled oscillator, and the input of the pulse former is connected to the output of the amplifier and the output to the second input of the selector. In addition, the device is equipped with a frequency meter, the input of which is connected to the output of the amplifier, and a counter, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the amplifier and selector. The drawing shows the block diagram of the device. The device contains a series-connected pulse generator 1, emitting converter 2, receiving converter 3, amplifier 4 and selector $, controlled generator 6, the output of which is connected to the input of generator 1 of pulses, pulse shaper 7, delay line 8, one-shot 9 whose output is connected to the input of the controlled generator 6, the first trigger 10 connected between the selector 5 and the one-shot 9, the second trigger 11, the first input of which is connected to the input of the one-shot 9, the second input to the second input of the controlled gene generator 6, the first key 12, the first input of which is connected to the output of the delay line 8, the second input to the output of the first trigger 10, and the output to the input of the one-vibrator 9, the second switch 13 connected between the pulse generator 1 and the amplifier 4, the third trigger 14, The first input of which is connected to the output of the pulse driver 7, the second input to the output of the one-channel oscillator 9, and the output to the input of the second key 1 and the comparator 15 connected between the one-oscillator 9 and the second trigger 11 and connected to the first input of the delay line 8, the second the input of which is connected to the output of the force bodies 4 and to the inputs of the selector 5 and the controlled generator 6, and the input of the pulse shaper 7 is connected to the output of the amplifier 4 and the output to the second input of the selector 5. In addition, the device contains a frequency meter 16, the input of which is connected to the output of the amplifier 4, and the counter 17 , the first input of which is connected to the output of the amplifier 4, and the second input - to the output of the selector 5. The device operates as follows. The pulse generator 1 excites the radiating transducer 2, then the pulse passes through the medium and is received by the receiving transducer 3. The received signal is converted into an electrical radio pulse and enters amplifier 4. From the output of amplifier 4, the signal goes through switch 13 to pulse generator 1. Further, the recycling cycles are repeated. At the output of amplifier 4, 7 4 amplifiers having the shape of an acoustic pulse envelope appear. U-shaped impulses are formed from the leading front of each ideo-pulse in the former 7, the duration of which increases with each recirculation cycle. The pulses from the output of the imaging unit 7 are fed to the input of the pulse selector 5, and when the duration of the latter is more specified, the selector 5 opens and passes the output pulse from the amplifier 4. Each informational pulse triggers the delay line 8. The delayed pulse arrives at the input of the key 12, the second input of which receives the resolving potential from the output O of the trigger 10, which is triggered by an informative pulse received through the selector 5. At the same time, the key 12 passes the delayed pulse to the output, which resets the trigger 10 to the initial state, starts the one-shot 9 and the trigger 11. From the output of the one-shot 9, a pulse of a given duration arrives at the input of the controlled generator 6, starts it, and also allows the last informative and an impulse that modulates the frequency of the radio pulse of the generator 6. From the output of the generator 6, the generated radio pulse arrives at the input of the generator of the pulses 1, after which a new series of recirculation cycles is applied. The time interval comparator receives pulses from the outputs of the one-shot 9 and the trigger 11, and if the pulse duration of the trigger 11 differs from half the pulse width of the one-shot 9, then the comparator 15 outputs a control signal to the delay line 8 to automatically maintain the specified ratio when the ultrasound speed changes in the environment and the corresponding change in the pulse frequency. The use of the invention makes it possible to increase the measurement accuracy due to the fact that the radiated pulse is not modulated within a series of recirculation cycles. Claims 1. An autocirculation device for measuring ultrasound velocity in media, comprising a series-connected pulse generator, an emitting transducer, a receiving transducer, an amplifier and a selector, a controlled oscillator, the output of which is connected to the input of the pulse generator, pulse shaper, and a delay line different to that that, in order to improve the measurement accuracy and simultaneously measure the attenuation of ultrasound, it is equipped with a one-shot vibrator, the output of which is connected

to the input of the controlled generator, the first trigger connected between the selector and the one-shot, the second trigger, the first input of which is connected to the input of the single-vibration, the second input - with the second input of the controlled generator, the first key, the first input of which is connected to the output of the delay line, the second the input is with the output of the first trigger, and the output is with the input of the one-shot, the second key connected between the pulse generator and the amplifier, the third trigger whose first input is connected to the output of the pulse generator, the second input is to you one-shot, and the output to the input of the second key, and a comparator connected between the one-shot and the second trigger and connected to the first input of the delay line, the second input of which is connected to the output of the amplifier and to the inputs of the selector and controlled generator, and the input of the pulse shaper is connected to output of the amplifier and output - with the second input of the selector.

2. The device according to claim 1, that is, with the fact that it is equipped with a frequency meter ,. the input of which is Connected to the output of the amplifier, and the counter, the inputs of which are connected to the outputs of the amplifier and selector, respectively.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 282783, cl. G 01 N 29/04, 1967.

2. USSR author's certificate number 541120, cl. G 01 N 29/04, 1970.