Claims (2)
Недостатком этого устройства вл етс невозможность исследовани частотных звисимостей затухани ультразвуковых колебаний при быстропротекгиощих процессах. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл измерени затухани ульт звуковых волн, содержащее обратиг ый электроакустический преобразователь, соединенный с ним приемник эхо-сигна лов, состо щий из широкополосного усилител и амплитудного детектора, синхронизатор, выходы которого подкл чены к первым входам генератора качающейс частоты и блока индикации, логарифмирующее устройство и сумматор , входы которого подключены к выходам линии задержки и аттенюатора, а выход - ко второму входу блока инт дикации 2. В этом устройстве электрические частотномодулированные импульсы, выpa6aTHBaeivbie генератором качающейс частоты подаютс на широкополосный ультразвуковой пьезопреобразователь пр мо-излучающего акус±ического блока и преобразуютс в ультразвуковые импульсы , распростран ющиес в исследу мом материале. При этом глубина частотной модул ции электрического импульса обеспечивает перекрытие необходимого частотного диапазона. Ультр звуковые эхо-импульсы, принимаемые :приемо-излучающим акустическим блоком , преобразуютс в электрические сигналы, усиливаютс и детектируютс приемником эхо-сигналов. Сери видеоимпульсов с приемника эхо-импульсов подаетс на логарифмирующее устройство и схемы выделени прин тых импульсов. Номера выбранных из серии эхо-импульсов определ ютс схемами переменной задержки путем подачи разрвлающего напр жени с ука занных схем переменной задержки на соответствующие схемы выделени прин тых импульсов. Таким образом, на выходах селекторов по вл ютс огибаю щие частотно-модулированного импульса , прошедшего различные рассто ни исследуемом материале,, Эти огибающие совмещаютс .во времени с помощью регулируемой линии задержки и подаютс на входы сумматора. На выходе сумг-шт ра образуетс величина d,(f) Cg Ai (f) - eg Ai (f) какфункци от частоты f, измер ема на зкране блока визуальной индикации Импульсы синхронизатора управл ют работой генератора качающейс частоты , обеспечивают выбор необходимых дл анализа импульсов и синхронизиру работу блока визуальной индикации. В этом устройстве реализован пара лельный или одновременный анализ все го спектрального состава частотно-мо дулировсшног.о импульса, распростран Щегос в исследуемом материале. Врем анализа всего спектра частот в основ ном определ етс временем установивш гос процесса в широкополосном льезс преобразователё. Недостатком такого устройства вл етс ограниченна чувствительность и tO4HOCTb измерений а а счет ограничени динамического диапазона линейности амплитудной характеристики широкополосного усилител и погреалностей измерени , обусловленных какдентичностью двух измерительных каналов. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и точности измерений . Цель достигаетс тем, что устройство снабжено временным селектором, формирователем управл юйщх импульсов, смесителем и селективным усилителем, причем временной селектор включен между выходом генератора качающейс частоты и электроакустическим преобразователем , вход формировател управл ющих импульсов подключен к выходу синхронизатора, а его выходы - к вторым входом генератора качающейс частоты и временного селектора, входы смесител подключены к .выходам генератора качающейс частоты и широкополосного усилител , его выход через селективный усилитель и амплитудный детектор подключен к входу логарифмирующего устройства, выход которого параллельно подключен к входам линии задержки и аттенюатора. На чертеже представлена структурна схема устройства дл измерени затухани ультразвуковых волн. Устройство включает, генератор качающейс частоты 1, синхронизатор 2, временной селектор 3, приемио-излучающий электроакустический преобразователь 4, формирователь управл ющих импульсов 5, испытуемый образец 6, широкополосный усилитель 7, смеситель 8, селективный усилитель 9, амплитудный детектор 10, логарифг/гирующее устройство 11, сумматор 12, линию задержки 13, аттенюатор 14 и блок 15 визуальной индикации. Работает устройство следующим образом . Генератор качающейс частоты 1 под воздействием импульсов синхронизатора 2 формирует зонди 5уюш 1е частотномодулированные импульсы, которые через временной селектор 3 подаютс на приемоизлучаюш.ий электроакустический преобразователь 4. Временной селектор пропускает на приемоизлучающий электроакустический преобразователь только зондирующие импульсы при подаче разрешающего напр жени на временной селектор с формировател управл ющих импульсов . При этом длительность зондирующих импульсов определ етс длитс:7ь-ностью импульсов синхронизатора подаваемых на генератор качающейс .- стоты . Широкополосный ультразвуковой преоб .51азователь, преобразует злектричесг кй зондирующий частотномодулированный импульс в ультразвуковой г распростран юЬ{ийс в испытуемом образце б, Уль развуковые эхо-импульсы, принимаемые приеме-излучающим электроакустически преобразователем преобразуютс в эле рические сигналы, усиливаютс широко полосным усилителем 7 и поступают на смеситель 8. Генератор качающейс частоты форми рует также электрические частотномодулированные :импульсы,, аналогичные зондирующим, под воздействием импуль сов формировател . Формирователь управл оощих импульсов- обеспечивает задержку частот номодулированных импуль сов относительно зондирующего импуль са с целью совмещени их во времени с выбранными дл анализа эхо-сигнала ми. Частотномодулированные импульсы, формируемые генератором качающейс частоты, подаютс на смеситель 8, гд смешиваютс с соответствующими налами.Так как генератор качающейс частоты формирует импульсы с линейной частотной модул цией, то дл получени эхо-сигналов с необходимой промежуточной частотой смещают частотномодулированные импульсзл относительно эхо-сигналов влево с помощью формировател управл ющих импульсов. При этом длительность частотномодулированных импульсов увеличивают таким образом, чтобы задние фронты частотномодулированных импульсов и эхо-сигналов совпадали. Эхо-сигналы промежуточной частоты с выхода смесител поступают на вход узкополосного селективного усилител 9. Селективный усилитель из всего чис ла комбинационных частот выдел ет только одну промежуточную частоту, равную разности частот частотномодулированных импульсов и эхо-сигналов. Селективный усилитель не пропускает также зондирующий сигнал и эхо-сигналы , не подлежащие анализу. Усиленные селективным усилителем, выбранные дл анализа эхо-сигналы,детектируютс амп литудным детектором 10 и логарифмируютс -логарифмирующим устройством 11. Логарифмы амплитуд двух эхо-сигналов, прошедших различный путь в исследуемом образце, складывают в дифференциальном сумматоре 12,предварительно совместив их во времени с помощью регулируемой линии задержки 13. Аттенюатор 14 компенсирует потери в линии задержки. Результирующий сигнал в виде частотной зависимости затухани ультразвуковых колебаний фиксируетс на экране блока 15 визуальной индикации. Высокий коэффициент усилени и узка полоса пропускани селективного усилител позвол ют значительно упучшить соотношение сигнал/шум. Максимальна чувствительность устройства дл измерени затухани ультразвука при этом достигает 0,03 дб, что позвол ет исследовать малые изменени частотмлх зависимостей затухани в образце, обладающем значительным абсолютным затуханием. Точность измерений находитс в пр мой зависимости от линейности характеристики системы и фазовых искажений сигналов в линии задержки и аттенюаторе. Формула изобретени Устройство дл измерени ультразвуковых волн, содержащее обратимый электроакустический преобразователь , соединенный с ним приемник эхо-сигналов , состо щий из широкополосного усилител и амплитудного детектора, хронизатор,выходы которого подключены к первым входам генератора качающейс частоты и блок индикации, логарифмирукщее устройство и сумматор, входы которого подключены к выходс1М линии задержки и аттенюатора, а выход к второму входу блока индикации,отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности и точности измерений, оно снабжено временным селектором, формирователем управл ющих импульсов, смесителем и селективным усилителем, причем временной селектор включен между выходом генератора качающейс частоты и электроакустическим преобразователем , вход формировател управл ющих импульсов подключен к выгсРДУ синхронизатора, а его выходы - к вторым входам качающейс частоты и временного селектора, входы смесител подключены к выходам генератора качающейс частоты и широкополосного усилител , его выход через селективный усилитель и амплитудный детектор подключен к входу логарифмирующего устройства , выход которого параллельно подключен к входам линии задержки и аттенюатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Шарп Р. Методы неразрушающих испытаний, М., Мир, 1972, с. 75. A disadvantage of this device is the impossibility of studying the frequency dependences of the attenuation of ultrasonic vibrations during fast processes. The closest in technical essence to the invention is a device for measuring the attenuation of ultrasonic sound waves, containing a reversible electroacoustic transducer, an echo signal receiver connected to it, consisting of a broadband amplifier and an amplitude detector, a synchronizer whose outputs are connected to the first inputs oscillating frequency generator and display unit, logarithm and adder, the inputs of which are connected to the outputs of the delay line and attenuator, and the output to the second input of the int-dik unit tion 2. In this device, electrical impulses chastotnomodulirovannye, vypa6aTHBaeivbie swept frequency generator are applied to a broadband ultrasonic piezoelectric transducer directly emitting ACUNS ± matic block and converted into ultrasonic pulses, propagating in the material we investigate IOM. At the same time, the depth of the frequency modulation of the electric pulse provides for overlapping the required frequency range. Ultra sound echo pulses received by: the transceiver acoustic unit are converted into electrical signals, amplified and detected by the echo receiver. A series of video pulses from the receiver of the echo pulses is fed to a logarithmic device and a selection circuit of the received pulses. The numbers of selected from the series of echo pulses are determined by the variable delay circuits by applying a breaking voltage from the specified variable delay circuits to the respective extraction patterns of the received pulses. Thus, at the outputs of the selectors, the envelopes of the frequency-modulated pulse passed through the different distances of the material under study. These envelopes are combined in time using an adjustable delay line and are fed to the inputs of the adder. At the output of the sum-bar, the value of d, (f) Cg Ai (f) - eg Ai (f) is formed as a function of the frequency f measured on the screen of the visual display unit. The synchronizer pulses control the operation of the oscillating frequency generator, provide the selection necessary for the analysis pulses and synchronize the operation of the visual display unit. This device implements a parallel or simultaneous analysis of the entire spectral composition of the frequency-modulated pulse, which was spread in the material under study. The time of analysis of the entire frequency spectrum is mainly determined by the time of the established state process in the wideband converter. The disadvantage of such a device is the limited sensitivity and tO4HOCTb of measurements, but due to the limitation of the dynamic range of the linearity of the amplitude characteristic of the wideband amplifier and the measurement range, due to the same identity of the two measuring channels. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements. The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a time selector, a shaper of control pulses, a mixer and a selective amplifier, with a time selector between the output of the oscillating frequency generator and the electroacoustic converter, the input of the shaper of the control pulse is connected to the output of the synchronizer, and its outputs are connected to the second input oscillating frequency generator and time selector, the mixer inputs are connected to the oscillating frequency generator and broadband amplifier outputs, its output is es selective amplifier and an amplitude detector connected to the input logarithmic device, the output of which is connected in parallel to the inputs of the delay line and an attenuator. The drawing shows a block diagram of a device for measuring the attenuation of ultrasonic waves. The device includes a oscillating frequency generator 1, a synchronizer 2, a time selector 3, a receiving-emitting electroacoustic converter 4, a driver for controlling pulses 5, a test sample 6, a broadband amplifier 7, a mixer 8, a selective amplifier 9, an amplitude detector 10, a logarithm / firing the device 11, the adder 12, the delay line 13, the attenuator 14 and the block 15 visual display. The device works as follows. The oscillating frequency generator 1 under the influence of the pulses of the synchronizer 2 generates a probe 5uyu 1e frequency-modulated pulses, which through a time selector 3 are fed to a transceiver electro-acoustic transducer 4. The temporal selector passes only probing pulses to the transceiver electro-acoustic transducer when applying a permitting voltage to the temporal emitter electroacoustic transducer. control pulses. At the same time, the duration of the probe pulses is determined by the length: 7 of the synchronizer pulses supplied to the oscillating oscillator. Broadband Ultrasound transformations .51azovatel converts zlektrichesg ku chastotnomodulirovanny probe in the ultrasonic pulse propagates g yu {iys in the test sample b, Uhl razvukovye echo pulses received reception-emitting electroacoustic transducer-geometric elements are converted to signals amplified wide band amplifier 7 and fed to mixer 8. The oscillating frequency generator also generates electric frequency-modulated: pulses, similar to the sounding one, under the influence of pulses pho tors,. The control pulse shaper provides a delay in the frequencies of the modulated pulses relative to the probe pulse in order to combine them in time with the echo signals selected for the analysis. The frequency modulated pulses generated by the oscillating frequency generator are fed to the mixer 8, where they are mixed with the corresponding currents. Since the oscillating frequency generator produces linear frequency modulated pulses, then to obtain echoes with the necessary intermediate frequency, the frequency modulated pulse is shifted relative to the echo signals to the left by means of a control pulse driver. In this case, the duration of the frequency-modulated pulses is increased so that the falling edges of the frequency-modulated pulses and echo signals coincide. The intermediate-frequency echo signals from the mixer output are fed to the input of the narrow-band selective amplifier 9. From the total number of combination frequencies, the selective amplifier allocates only one intermediate frequency equal to the frequency difference between the frequency-modulated pulses and the echo signals. Selective amplifier also does not pass a sounding signal and echo signals that are not subject to analysis. The amplified amplifiers selected for analysis by the echo signals are detected by an amplitude detector 10 and logarithmized by a logging device 11. The logarithms of the amplitudes of the two echoes that passed a different path in the sample under study are folded in a differential adder 12, having previously combined them in time using adjustable delay line 13. Attenuator 14 compensates for losses in the delay line. The resulting signal in the form of a frequency dependence of the attenuation of ultrasonic vibrations is fixed on the screen of the visual indication unit 15. The high gain and narrow bandwidth of the selective amplifier can significantly improve the signal-to-noise ratio. The maximum sensitivity of the device for measuring the attenuation of ultrasound at the same time reaches 0.03 dB, which makes it possible to investigate small variations in the frequency dependences of the attenuation in a sample with a significant absolute attenuation. The measurement accuracy is directly dependent on the linearity of the system characteristic and the phase distortion of the signals in the delay line and attenuator. Apparatus of the Invention A device for measuring ultrasonic waves, comprising a reversible electroacoustic transducer, an echo receiver connected to it, consisting of a broadband amplifier and an amplitude detector, a chronizer whose outputs are connected to the first inputs of a sweeping frequency generator and a display unit, a log device and an adder, the inputs of which are connected to the output of the delay line and attenuator, and the output to the second input of the display unit, characterized in that, in order to increase the sensitivity and measurement accuracy, it is equipped with a time selector, a control pulse shaper, a mixer and a selective amplifier, with a time selector connected between the output of the oscillating frequency generator and the electroacoustic converter, the input of the control pulse shaper is connected to the synchronizer output circuit, and its outputs are connected to the second inputs the oscillating frequency and time selector, the mixer inputs are connected to the outputs of the oscillating frequency generator and the broadband amplifier, its output through the selective amplifier l and an amplitude detector connected to the input logarithmic device, the output of which is connected in parallel to the inputs of the delay line and an attenuator. Sources of information taken into account during the examination 1. R. Sharp. Non-destructive testing methods, M., Mir, 1972, p. 75
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2762178/25-10, кл. 01 N 29/00,03.05..76.2. USSR author's certificate for application number 2762178 / 25-10, cl. 01 N 29 / 00.03.05. 76.