SU926588A1

SU926588A1 - Ultrasonic velocity meter

Info

Publication number: SU926588A1
Application number: SU802982949A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Воробьев; Владимир Семенович Лернер; Игорь Измаилович Вайншток
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильно-Дорожный Институт
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1982-05-07

Description

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества продукции в машиностроительной и др. отраслях промышленности. .The invention relates to non-destructive testing by the ultrasonic method and can be used to control product quality in engineering and other industries. .

Известен измеритель временных интервалов, содержащий генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, селектор, триггер, формирователь стробимпульсов и регистратор [1]. ·A known meter of time intervals containing a probe pulse generator, a converter, an amplifier, a selector, a trigger, a strobe driver and a recorder [1]. ·

Недостатком известного устройства является низкая производительность^ и достоверность измерений, так как теряется информация о полезном сигнале в нескольких периодах следования зондирующего импульса.A disadvantage of the known device is the low productivity ^ and the reliability of the measurements, since information about the useful signal is lost in several periods of the probe pulse.

Наиболее близким к изобретению _мпо технической сущности и достигаемому результату является измеритель времени распространения ультразвука, содержащий последовательно соединен2 ные генератор зондирующих импульсов, преобразователь, приемно-усилительный тракт и селектор, триггер, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, блок вычитания, два интегратора, включенные параллельно между собой и подключенные ко входам блока вычитания, и регистратор Г2].The closest to the invention _m in technical essence and the achieved result is an ultrasound propagation time meter containing serially connected probing pulse generators, a converter, a receiving-amplifying path and a selector, a trigger whose input is connected to the output of the probe pulses, a subtraction unit, two integrators connected in parallel with each other and connected to the inputs of the subtraction unit, and the registrar G2].

Недостатком известного измерителя является низкая производительность измерений, так как не производится временной интервал всех эхо-импульсов в каждом такте зондирующего импульса.A disadvantage of the known meter is the low productivity of the measurements, since the time interval of all echo pulses in each cycle of the probe pulse is not produced.

Цель изобретения - повышение производительности измерений.The purpose of the invention is to increase the measurement performance.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен двумя схемами ИЛИ, выход каждой из которых соединен со входом интегратора, дешифратором, включенным между схемами ИЛИ и соединенным с вторым входом регистратора и выходом блока вычи тания, блоком измерения времени, включенным между триггером и регистратором, и распределителем импульсов, первый вход которого соединен с выходом триггера, второй выход - с вы- 5 ходом генератора зондирующих_Ла выходы - со входами интеграторов,' выход генератора зондирующих импульсов подключен к вторым входам схем ИЛИ, второй вход триггера соединен с выхо-ю дом селектора, а выход - с третьим входом блока вычитания.This goal is achieved by the fact that the meter is equipped with two OR circuits, the output of each of which is connected to the input of the integrator, a decoder connected between the OR circuits and connected to the second input of the recorder and the output of the subtraction unit, a time measuring unit connected between the trigger and the registrar, and pulse distributor, a first input coupled to an output flip-flop, the second output - with 5 You are a stroke generator probe _a and the outputs - to the inputs of integrators' sounding pulse generator output is connected to the second inputs of OR circuits, the second trigger input is connected to the output of the selector house, and the output is connected to the third input of the subtraction block.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - временные эпюры, поясняющие работу схемы. 15 эпюры, поясняющие работу схемы. Измеритель времени распростране-, ния.. ультразвука содержит последо' вательно соединенные генератор 1‘ зондирующих импульсов, преобраз.ова- 20 тель 2, приемно-усилительный тракт 3, селектор 4, триггер 5, вход которого соединен с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, блок 6 вычитания . два интегратора 7 и 8, включенные ²⁵параллельно между собой и подключенные ко входам блока' 6 вычитания, регистратор 9 и две схемы ИЛИ, 10 и 11. Выход схемы ИЛИ 10 соединен со входом .интегратора 7, а выход схемы ИЛИ 11-30 со входом интегратора 8. Кроме того, измеритель содержит дешифратор 12, включенный между схемами ИЛИ 10 и 11, ио соединенный со вторым входом регистратора 9 и выходом блока 6 35 вычитания, блок 13 измерения времени, включенный между триггером 5 и регистратором 9, и распределителем 14 импульсов, первый вход которого соединен с выходом триггера 5, второй 40 вход - с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, а выходы - со вхо дами интеграторов 7 и 8. Выход генератора 1 подключен ко вторым входам схем ИЛИ 11 и 10, второй вход триг- 45 гера 5 соединен с выходом селектора 4, а выход - с третьим входом блока 6 вычитания.In FIG. 1 is a block diagram of a meter; in FIG. 2 - temporary diagrams explaining the operation of the circuit. 15 diagrams explaining the operation of the circuit. The propagation time meter .. of ultrasound contains sequentially connected generator 1 of probe pulses, converter 20, receiver-amplifier path 3, selector 4, trigger 5, the input of which is connected to the output of generator 1 of probe pulses, block 6 subtraction. two integrators 7 and 8, connected ²⁵ in parallel with each other and connected to the inputs of the subtraction unit 6, a recorder 9 and two OR circuits, 10 and 11. The output of the OR circuit 10 is connected to the input of the integrator 7, and the output of the OR circuit 11-30 with the input of the integrator 8. In addition, the meter contains a decoder 12 connected between the OR circuits 10 and 11, connected to the second input of the recorder 9 and the output of the subtraction unit 6 35, a time measurement unit 13 connected between the trigger 5 and the recorder 9, and the distributor 14 pulses, the first input of which is connected to the output of the trigger 5, the second 40 input - with the output of the generator 1 of the probe pulses, and the outputs with the inputs of the integrators 7 and 8. The output of the generator 1 is connected to the second inputs of the circuits OR 11 and 10, the second input of the trigger 45 of the generator 5 is connected to the output of the selector 4, and the output - with the third input of the subtraction block 6.

Измеритель времени распространения ультразвука работает следующим образом.The ultrasonic propagation time meter works as follows.

Генератор 1 зондирующих импульсов возбуждает ультразвуковой преобразователь 2 импульсами 15 (фиг. 2) в 55 моменты времени t^, т.д. Многократно отраженные импульсы от донной грани изделия в моменты времени Ц, tj, t_?, tg поступают в приемно-усилительнык тракт 3, а затем селектируются и- нормируются по амплитуде в селекторе 4'. Такую же обработку прохо-, дят импульсы нерегулярной помехи, поступающие в приемно-усилительный тракт 3 в моменты времени t^, и t_fe , tg и Т.Д. .The probe pulse generator 1 excites the ultrasonic transducer 2 by pulses 15 (Fig. 2) at 55 times t ^, etc. Multiple reflected pulses from the bottom face of the product at time points Ts, tj, t _? , tg enter the receiving-amplifier path 3, and then are selected and normalized by amplitude in the selector 4 '. The same processing is carried out by irregular interference pulses entering the receiving-amplifying path 3 at time points t ^, and t _fe , tg, etc. .

Импульсы 16 с выхода селектора поступают на триггер 5, с выхода которого импульсы 17 поступают на вход блока 13 измерения времени. На выход блока 13 измерения времени последовательно поступает информация [в цифровом коде о длительности импульсов затем инвертированного отрицательного импульса t^-tg, импульсов t и t₄ и т.д., при этом сброс блока 13 измерения времени производится автоматически*очередным положительным или отрицательным фронтом импульсов 17. Распределитель 14 импульсов предназначен для того, чтобы подать очередной импульс 17 на тот интегратор 7 или 8, на котором в данный момент времени нет информации о предыдущем импульсе. Допустим, импульс длительности tn поступает с выхода распределителем 14 импульсов на вход интегратора 7. Проинтегрированный импульс 18 поступает на блок 6 овычитания, в котором производится сравнение (в момент времени t^) амплитуды этого импульса с сигналом, поступающим с выхода интегратора 8 на второй вход блока 6 вычитания, При положительной разности напряжения на выходе блока 6 вычитания, дешифратор 12 вырабатывает импульс 19, который через схему ИЛИ 11 осуществляет сброс интегратора 8. Последующий импульс 17 в интервале времени tiytg подается распределителем 14 импульсов на свободный от информации интегратор 8. Проинтегрированный за период t^-t^ импульс 20 сравнивается в момент прихода очередного фронта tз по амплитуде с импульсом 18. Так как в данном случае разность напряжений импульсов имеет отрицательный .знак, то на выходе дешифратора 12 э вырабатывается импульс 21, который осуществляет сброс интегратора 7 в исходное состояние через схему ИЛИ 10. Аналогичные процессы повторяются до тех пор, пока сравнению не подвергаются два импульса 18 и с одинаковой амплитудой, соответ5 926588 ствующие двум интервалам времени, имеющим максимальную, но равную длительность, которыми могут быть только периоды между полезными реверберационными импульсами, не под- 5 вергшиеся влиянию импульсных помех. В данном случае это интервал времени t^, tj, информация о длительности которого сохраняется в интеграторе 7 до момента сравнения с интервалом »0 времени t₇ tg(e момент времени tg). Так как разность напряжений импульсов 18 и 20 равна нулю, дешифратор 12' вырабатывает импульс 22, который запускает регистратор 9. Запуск 15 регистратора 9 совпадает с тем Моментом времени, когда на его вход поступает сигнал в цифровом коде с •блока 13 измерения времени, пропорциональный длительности последнего ή импульса 17 (интервал t₇-tg). Установка интеграторов 7 и 8 в исходное состояние производится передни^* фронтом зондирующего импульса через вторые входы схем ИЛИ 10 и 11. Этим ²⁵же импульсом производится установка в исходное состояние триггера 5 и распределителя 14 импульсов.Pulses 16 from the output of the selector are fed to a trigger 5, the output of which pulses 17 are fed to the input of block 13 of the time measurement. The output of the time measuring unit 13 sequentially receives information [in a digital code about the pulse durations of the then inverted negative pulse t ^ -tg, pulses t and t ₄ , etc., while the time measuring unit 13 is automatically reset * by the next positive or negative the front of the pulses 17. The distributor 14 pulses is designed to feed the next pulse 17 to the integrator 7 or 8, which at this time there is no information about the previous pulse. Suppose a pulse of duration tn comes from the output of the distributor of 14 pulses to the input of the integrator 7. The integrated pulse 18 is supplied to the subtraction unit 6, in which the amplitude (at time t ^) of the pulse is compared with the signal from the output of the integrator 8 to the second input block 6 subtraction, With a positive voltage difference at the output of block 6 subtraction, the decoder 12 generates a pulse 19, which through the circuit OR 11 resets the integrator 8. The subsequent pulse 17 in the time interval tiytg is fed pulse distributor 14 to an information-free integrator 8. The pulse 20 integrated over the period t ^ -t ^ is compared at the moment of arrival of the next edge tz in amplitude with pulse 18. Since in this case the voltage difference of the pulses has a negative sign, then the decoder output 12 e generates a pulse 21, which carries out the reset of the integrator 7 to its initial state through the OR 10 circuit. Similar processes are repeated until two pulses 18 and with the same amplitude, corresponding to 5 926588 corresponding to two mind to time intervals having a maximum but equal duration, which can only be periods between useful reverberation pulses, not subject to the influence of pulsed noise. In this case, this is the time interval t ^, tj, information on the duration of which is stored in the integrator 7 until the moment of comparison with the interval »0 time t ₇ tg (e time tg). Since the voltage difference between the pulses 18 and 20 is equal to zero, the decoder 12 'generates a pulse 22, which starts the recorder 9. The start 15 of the recorder 9 coincides with the moment when the signal in digital code from the • block 13 of the time measurement is proportional to it the duration of the last ή pulse 17 (interval t ₇ -tg). Installation of integrators 7 and 8 in the initial state is carried out by the leading ^ front of the probe pulse through the second inputs of the OR circuits 10 and 11. This same ²⁵ pulse sets the trigger 5 and the pulse distributor 14 into the initial state.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно ³⁰ повысить, производительность измерений за счет того, что производится полный временной анализ всей совокупности сигналов* поступающих в приемно-усилительный тракт в каждом 35 интервале следования зондирующих импульсов.Thus, the proposed device can significantly increase ³⁰ , the measurement performance due to the fact that a complete time analysis of the entire set of signals * received in the receiving-amplifying path in each 35 interval of probing pulses.

Claims

(54) DISTRIBUTION TIME METER The invention relates to non-destructive ultrasonic testing and can be used to control the quality of products in the engineering and other industries. . A time interval meter is known that contains a probe pulse generator, a transducer, an amplifier, a selector, a trigger, a driver, a strobe pulse, and a recorder 1. A disadvantage of the known device is the low performance and accuracy of measurements, since information about the useful signal in several periods of the probe is lost momentum. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is an ultrasound propagation time meter containing a series ULTRASONIC probe pulse generator, a transducer, a receiving and amplifying path and a selector, a trigger, whose input is connected to the output of the probe pulse generator, subtractor, two integrators connected in parallel with each other and connected to the inputs of the subtraction unit, and the recorder G2. A disadvantage of the known meter is the low measurement performance, since the time interval of all echo pulses is not performed in each step of the probe and IM pulse. The purpose of the invention is to improve the performance of measurements. The goal is achieved by the fact that the meter is equipped with two OR circuits, the output of each of which is connected to the integrator input, a decoder connected between the OR circuits and connected to the second input of the recorder and the output of the calculator, the time measuring unit included between the trigger and the recorder, and a pulse distributor, the first input of which is connected to the trigger output, the second output - to the probe generator output and the outputs - to the integrator inputs, the probe pulse generator output is connected to the second the inputs of the OR circuits, the second input of the trigger is connected to the output of the selector, and the output to the third input of the subtractor. Nafig 1 presentation / Gene block diagram of the meter; in fig. 2 - time diagrams showing the work of the scheme. plots explaining the work of the scheme. The ultrasonic transducer time meter contains, in series, probe pulses generator 1, transducer 2, reception and amplification path 3 selector k, trigger 5, whose input is connected to the output of probe pulses generator 1, subtractor unit 6 two integrators 7 and 8, connected in parallel with each other and connected to the inputs of the subtractor 6, the recorder 9 and two OR, 10 and 11 circuits. The output of the OR 10 circuit is connected to the input, the integrator 7, and the output of the OR 11 circuit to the input of the integrator 8. In addition, the meter contains Rotor 12, connected between the OR 10 and 11 circuits, Io connected to the second input of the recorder 9 and the output of the subtraction unit 6, the time measurement unit 13 connected between the trigger 5 and the recorder 9, and the pulse distributor It, the first input of which is connected to the output of the trigger 5 the second input is with the output of the probe 1 generator, and the outputs are with the inputs of integrators 7 and 8. The output of the generator 1 is connected to the second inputs of the OR 11 and 10 circuits, the second input of the trigger 5 is connected to the output of the selector 4, and the output to the third entry block. ka 6 subtract. The ultrasound propagation time meter works as follows. The generator 1 probe pulses excites ultrasonic transducer 2 pulses 15 (Fig. 2) at times t, t,., Etc. Repeatedly reflected pulses from the bottom face of the product At the moments of time t, tr, t- ,, tg arrive at the receiving-amplifying; ; path 3, and then selected, they are normalized by amplitude in selector 4. The same processing passes through irregular interference pulses arriving at receiving and amplifying path 3 at time t ™, t and b tg, etc. The pulses 16 from the output of the selector k are fed to the trigger 5, from the output of which the pulses 17 are fed to the input of the time measurement unit 13. The output of the time measurement unit 13 sequentially receives information in the digital code about the pulse duration, then the inverted negative pulse, t rj and t pulses, etc., while the time measuring unit 13 is reset automatically by another positive or negative pulse front 17. The pulse distributor 1 is designed to apply the next pulse 17 to the integrator 7 or 8, which currently has no information about the previous pulse. Suppose a pulse of duration t., T comes from the output of the distributor 1 of pulses to the input of integrator 7. The integrated pulse 18 is fed to subtraction unit 6, in which the amplitude of this pulse is compared (at time tQ) with the signal from the integrator 8 to the second input of block 6 subtraction. At a positive voltage difference at the output of subtraction unit 6, decoder 12 generates pulse 19, which, through OR 11 circuit, resets integrator 8. Subsequent pulse 17 in the time interval is supplied by pulse distributor It to information-free integrator 8. Over the period, pulse 20 is compared at the moment of arrival of the next front t2 in amplitude with the pulse 18. Since in this case the difference in the voltage of the pulses is negative, then the output of the decoder 12 produces a pulse 21, It resets the integrator 7 to its initial state through the OR 10 circuit. Similar processes are repeated until two pulses 18 and 20 with the same amplitude, corresponding to two time intervals, having the maximum but equal duration, are subjected to comparison. There can only be periods between useful reverberate pulses that have not been impacted by impulse noise. In this case, this is the time interval ty, t, the information about the duration of which is stored in the integrator 7 until the moment of comparison with the interval tg (B is the moment of time tg). time t Since the difference in voltage of pulses 18 and 20 is zero, decoder 12 produces pulse 22, which triggers recorder 9. Triggering recorder 9 coincides with the time when its input receives a signal in a digital code from unit 13 for measuring time, proportional to the duration of the last pulse 17 (interval). The integrators 7 and 8 are reset to the initial state by the front i of the probe pulse front through the second inputs of the OR 10 and 11 circuits. With the same pulse, the trigger 5 and the limiter C of the pulses are reset to the initial state. Thus, the proposed device allows a significant increase in the measurement performance due to the fact that a full time analysis of the entire set of signals arriving at the receiving and amplifying path is performed in each probe pulse repetition interval. Claims. Ultrasonic propagation time meter containing successively connected generator of zones of pulsing pulses, transducer, receiving-amplifying path and selector, trigger, whose input is connected to the output of the probe pulse generator, subtraction unit, two integrators connected in parallel with each other and connected to the inputs of the subtraction unit, and the recorder, which is deprived of the fact that, in order to improve the performance of the measurements, it is equipped with two OR schemes, the output of each of which is connected to the integrator input, the decoder connected between the OR circuits and connected to the second input of the recorder and the output of the subtractor, the time measuring unit connected between the trigger and the recorder, and the pulse distributor, the first input of which is connected to the trigger output, the second input to the output of the probe pulse generator and the outputs are with the integrator inputs, the output of the probe pulse generator is connected to the second inputs of the CXQM OR, the second trigger input is connected to the output of the selector, and the output is connected to the third input of the subtractor. Sources of information taken into account in the examination 1. Flaw detector, 197. Number 6 116.

2. USSR author's certificate in application number 28 6916/28, cl. G 01 N 29 / Oif, 1979 (prototype) about

fug. /