SU792131A1 - Цифровой измеритель скорости ультразвука - Google Patents

Description

непосредственного измерени  скорости требуетс  применение частотомера, чт усложн ет схему измерени  и снижает быстродеПствие .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому измерителю  вл етс  цифровой измеритель скорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель и формирователь, последовательно соединенные первый триггер, первую схему совпадени  и умножитель, выполненный в виде первого и второго счетчиков, первые входы которых объединены и подключены к выходу синхронизатора, а также генератор калиброванной частоты и последовательно соединенные схему сброса, третий счетчик, второй триггер, вторую схему совпадени  и четвертый счетчик, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора , при этом выход генератора калиброванной частоты соединен со входом второго счетчика и со вторыми входами первой и второй схем совпадени , выход первой схемы совпадени  соединен со входоМ первого счетчика, первый вход первого триггера соединен с первым входом схемы сброса и с выходом синхронизатора, его выход - со вторыми входами схемы сброса и второго триггера, а выход умножител  соединен со вторым входом третьего счетчика, причем выход формировател  соединен со вторым входом первого триггера 3 .

Недостаток известного измерител  заключаетс  в его малом динамическом диапазоне измерений, вследствие чего при контроле сред с большим разбросом параметров требуетс  использовать первичные преобразователи с различными акустическими базами, что уменьшает производительность измерений.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности измерений за счет расширени  динамического диапазона измер емых скоростей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель скорости ультразвука, содерх ащий последовательно соединенные синхронизатор генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник усилитель и формирователь , последовательно соединенные первый триггер, первую схему совпадени  и умножитель, выполненный в виде первого и второго счетчиков, первые входы которых объединены и подключены к выходу синхронизатора, а также генератор калиброванной частоты и последовательно соединение схему сброса, третий счетчик, второй 1риггер, вторую схему совпадени  и четвертый счетчик, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора , при этом выход генератора калиброванной частоты соединен со входом второго счетчика и со вторыми входами первой и второй схем совпадени , выход первой схемы совпадени  соединен со входом первого счетчика, первый вход первого триггера соединен с первым входом схемы сброса и с выходом синхронизатора, его выход со вторыми входами схемы сброса и второго триггера, а выход умножител 

0 соединен со вторым входом третьего счетчика, введены последовательно соединенные компаратор, п тый счетчик, дешифратор, контактный переключатель, дифференцирующа  цепочка, одновибраs тор и схема выделени  импульсов, причем выход формировател  соединен со входом компаратора и со вторым входом схемы выделени  импульсов, выход которой соединен со вторым вхо0 дом первого триггера, а выход установки нул  п того счетчика соединен с выходом синхронизатора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого измерител ; на фиг. 2 - временныеоДиаграммы его ра5 боты.

Измеритель содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, приемник 4, усилитель 5,

0 формирователь 6, компаратор 7 и п тый счетчик 8, вход установки нул  которого соединен с выходом синхронизатора 1, выходы счетчика 8 соединены со входами дешифратора 9, выходы

5 которого подключены к контактному переключателю 10, переключающий контакт которого через дифференцирующую цепочку 11 подключен к одновибратору 12, последовательно соединенные

0 схему 13 выделени  эхо-импульсов, выполненную, например, в виде схемы совпадени , управл ющий вход которой соединен с выходом одновибратора 12, а основной вход - с выходом формировател  б, первый триггер 14, первый

5 вход которого подключен к выходу схемы 13, первую схему 15 совпадени , а также генератор 16 калиброванной частоты, выход которого соединен со вторым входом схемы 15 совпадени ,

0 первый вход которой соединен с выходом триггера 14, умножитель 17 частоты , третий счетчик 18, второй триг .гер 19, второй вход которого соединен с выходом первого триггера 14,

5 вторую схему 20 совпадени , второй вход которой соединен с выходом генератора 16, и четвертый счетчик 21, первый вход которого подключен к выходу второй схемы 20 совпадени , а

Q второй вход - к выходу синхронизатора 1. Умножитель 17 частоты, выполнен в виде первого и второго счетчиков 22 и 23, первые выходы которых соединены между собой и подключены к выходу, синхронизатора 1, а второй

Claims (3)

1. 5 вход счетчика 23 соединен с выходом генератора 16. Между входом и выходом триггера 14 и вторым входом третьего счетчика 18 подключена схема 24 сброса. Измеритель работает следующиг образом. Импульс с выхода синхронизатора 1 (фиг. 2а) поступает на вход первого триггера 14 и устанавливает его в состо ние 1. Одновременно этот импульс служит импульсом сброса дл  счетчиков 8, 12, 21, 22 и 23 и запускающим импульсом дл  генератора 2 зондирующих импульсов. С выхода колебани  возбуждают излучатель 3, на вход приемника 4 поступают первый прошедший через материал импульс и сери  эхо-импульсов (фиг. 2д), которые усиливаютс  усилителем 5, формируютс  формирователем 6 (фиг. 2е) и поступают на вход схемы 13 совпадени , а также поступают на вход компаратора 7, который формирует из них импульсы неизменной ам пли худы (фиг. 2ж) , достаточной, дл  нормальной работы счетчика 8 импульсов . Эти импульсы поступают на вход дешифратора9, преобразующего двоичный код счетчика 8 в сигнал на одном из.своих выходов, соответствующих первому прошедшему или номеру прошед ших эхо-импульсов в дес тичной системе исчислени . Когда с етчик подсчитает количество импульсов, равное номеру выхода дешифратора, к которому подключен переключающий контакт переключател  10, то сигнал с этого выхода дифференцируетс  цепочкой 11 (фиг. 2з) и запускает одновиб ратор 12, импульс которого (фиг. 2и открывает схему 13 совпадени . При этом схема совпадени  пропус кает на второй вход триггера 14 тот импульс, номер которого набран переключателем 10 (фиг. 2с), который опрокидывает триггер 14в состо ние 0. Таким образом, на выходе три гера 14 получаетс  пр моугольный импульс, длительность которого в со ответствии с номером выбранного импуЛьса , равна времени распространени  ультразвуковых колебаний в иссл дуемом материале. Этот импульс служит импульсом сброса дл  счетчика 1 поступает на первый ,вход триггера 1 и одновременно на вход схемы 15 сов падени , на другой вход которой пос тупают импульсы с генератора 16 калиброванной частоты. Выход схемы 15 совпадени  соединен со входом работающего в коде 1215 счетчика 22 умножител  17 частоты. В счетчике 22 фиксируетс  число, равное количеств импульсов,- поступивших на его вход за врем  t/ . А, - f,,.,. t, , (1) «о/7 частота кварцевого генератора , равна  10 МГц; t(2n-l)t - врем  прохождени  выбранного переключателем 10 импульса; п - номер выбранного импульса . На вход работающего в коде 1248 четчика 23 умножител  17 частоты оступают импульсы с выхода генера-. ора 16 калиброванной частоты. Частота на выходе умножител  17 астоты fy W N,„/10-, где m - количество декад умножител . После умножител  импульсы с частотой поступают на вход счетчика 18, емкость которого N .д устанавливаетс  соответствующей баэе измереии . Выход счетчика 18 соединен со вторым входом-трип-ера 19, на выходе которого формируетс  пр моугольный импульс длительностью 12„ NC/I./S /fy ,(3) поступающий на вход 20 совпадени . на другой вход которой подаютс  с выхода генератора 16 импульсы с частотой fffa . Количество импульсов, фиксируемое в счетчике 21, равно N - f . t f«« t, Если установить (2п - 1)1 . f.a /10 . то в счетчике 21 будет зафиксировано число , соответствующее скорости распространени  ультразвуковых колебаний в материале, т.е. с 1/t . (5) Точность измерени  скорости ультразвука определ етс  выбором величины ол номером выбранного импульса и длиной акустической базы 1. Предложенный измеритель позвол ет производить как неразрушающий контроль по скорости ультразвука отдельных твердых образцов с произвольной акустической базой, так и непрерывный контроль движущихс  потоков жидкости и газообразных сред, обеспечивает непосредственно высокоточную цифровую индикацию скорости распространени  ультразвуковых колебаний при контроле материалов с большим разбросом параметров и позвол ет полностью автоматизировать процесс измерений. Формула изобретени  Цифровой измерительскорости ультразвука, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель , приемник, усилитель и формироват .ель, последовательно соединенные первый триггер, первую cxeMi

   совпадени ,и умножитель, выполненный в виде первого и второго счетчиков, первые входы которых объединены и подключены к выходу синхронизатора, а также генератор калиброванной частоты и последовательно соединенные схему совпадени  и четвертый счетчик , второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, при этом выход генератора калиброванной частоты соединен со входом второго счетчика и со вторыми входами первой и второй схем совпадени , выход первой схемы совпадени  соединен со входом первого счетчика, первый вход первого триггера соединен с первым входом схемы сброса и с выходом синхронизатора , его выход - со вторыми входами сброса и второго триггера, а выход умножител  соединен со вторым входом третьего-счетчика, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона измер емых скоростей, в него введены последовательно соединенные компаратор, п тый счетчик, дешифратор , контактный переключатель, дифференцирующа  цепочка, одновибратор и схема выделени  импульсов, причем выход формировател  соединен со входом компаратора и со вторым входом схемы выделени  импульсов, выход которой соединен со вторым входом первого триггера,а вход установки нул  п того счетчика соединен с выходом синхронизатора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе tS 1. Авторское свидетельство СССР № 393970, кл, G 01 N 29/04, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 484456, кл. G 01 N 29/04, 1975.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 20 № 626410, кл. G 01 N 29/04, 1977

   (прототип).