Устройство для ультразвукового контроля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ по авт. св. 572704, отличающеес я тем, что, с целью ровышения достоверности контроля , оно снабжено последовательно соединенньлии блоком запоминания ско-рости поперечной или поверхностной волны, первый вход которого подключен к блоку управления, а второй к делительному блоку, блоком масштабирования , второй вход которого подключен к блоку управления, блоком вычисления коэффициента Пуассона и блоком вычисления модуля Юнга, выход которого подключен к блоку регистрации , последовательно соединенными блоками задания плотности и вычисления модуля сдвига, второй вход которого подключен к выходу блока масштабирования , а выход - к блоку регистрации и второму входу блока вычисления модуля Юнга, блоком запоминания скорости продольной волны, первый вход которого соединен с выходом блока управления, второй вход - с выходом делительного блока, а выход с блоком регистрации и вторым входом блока вычисления коэффициента (Л Пуассона, выходы блоков масштабирования , вычисления коэффициента Пуассона , задания плотности и управления .соединены с блоком регистрации.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(51) G 01 N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

N

I}

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6.1) 572704 (21 ) 3 51 097 б/2 5-28 (22) 09. 11. 82. (46) 23.02.84. Вюл. Р 7 (72) A.A. Яланский, Н.A. Глухов, А.A. Лукашев, В.А. Глухих и A Â. Бойко (71) Институт геотехнической механики АН УССР (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 572704, кл. G 01 N 23/04, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ по авт. св. 9 572704, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ровышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными блоком запоминания ско-. рости поперечной или поверхностной волны, первый вход которого подключен к блоку управления, а второй к делительному блоку, блоком масштабирования, второй вход 1соторого подключен к блоку управления, блоком вычисления коэффициента Пуассона и блоком вычисления модуля Юнга, выход которого подключен к блоку регистрации, последовательно соединенными блоками задания плотности и вычисления модуля сдвига, второй вход которого подключен к выходу блока масштабирования, а выход — к блоку регистрации и второму входу блока вычисления модуля Юнга, блоком запоминания скорости продольной волны, первый вход которого соединен с выходом блока управления, второй вход — с выходом делительного блока, а выход с блоком регистрации и вторым вхо- Е дом блока вычисления коэффициента

Пуассона, выходы блоков масштабирования, вычисления коэффициента Пуас- сона, задания плотности и управления С

,соединены с блоком регистрации.

1075146

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для измерений физико-механических параметров горных пород.

По основному ав1. св. Р 572704. известно устройство для ультразвукового контроля, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенный к нему излучатель, последовательно соединенные приемник, усилитель и 10 блок визуальной индикации, последовательно соединенные блок установки времени, вход которого подключен к генератору зондирующих импульсов, а второй выход — к блоку визуальной индикации, делительный блок, блок смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука и блок регистрации, блок наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, подключенный к делительному блоку, блок управления, соединенный с входами блока наклона линейной зависимости скорости. распространения ультразвука и блока смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука, электроизмеритель базы, подключенный к входу fl) .

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля иэ-за применения корреляционных зависимостей для определения параметров горных пород. Эти зависимости линейны не для всех параметров, известны достаточно точно не для всех 35 типов пород и дают значительные отклонения для одного типа пород ввиду статистического разброса их параметров. !

Целью изобретения является повы- 40 шение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ультразвукового контроля снабжено последовательно соединенными блоком запомйнания скорости поперечной или поверхностной волны, первый вход которого подключен к блоку управления, а второй— к делительному блоку, блоком масштабирования, второй вход которого под" ключен к блоку управления, блоком вычисления коэффициента Пуассона и блоком вычисления модуля Юнга, выход которого подключен к блоку регистрации, последовательно соединенными блоками задания плотности и вычисления модуля сдвига, второй вход которого подключен к выходу блока масштабирования, а выход — к блоку регистрации и второму входу блока вычисления модуля Юнга, блоком за- 60 поминания скорости продольной волны, первый вход которого соединен с выходом блока управления, второй входс выходом делительного блока, а выход — с блоком регистрации и вторым 65 входом блока вычисления коэффициента

Пуассона, выходы блоков масштабирования, вычисления коэффициента Пуассона, задания плотности и управления соединены с блоком регистрации.

На чертеже представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля.

Устройство для ультразвукового контроля содержит генератор 1 зондирующих импульсов, подключенный к нему излучатель 2, последовательно соединенные приемник 3, усилитель 4 и блок 5 визуальной индикации, последовательно соединенные блок 6 установки времени, вход которого подключен к генератору 1 зондирующих импульсов, а второй вход — к блоку индикации, делительный блок 7, блок

8. смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука и блок 9 регистрации, блок 10 наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, подключенный,к делительному блоку 7, блок 11 управления, соединенный с входами блока 10 наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука и блока 8 смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука, электроизмеритель 12 базы, подключенный к входу делительного блока 7, последовательно соединенные блок 13 запоминания скорости поперечной или поверхностной волны, первый вход которого подключен к блоку 11 управления, а второй — к делительному блоку 7, блок 14 масшта. бирования, второй вход которгго подключен к блоку 11 управления, блок

15 вычисления коэффициента Пуассона и блок 16 вычисления модуля Юнга, выход которого подключен к блоку 9 регистрации, последовательно соедининенные блок 17 задания плотности и блок 18 вычисления модуля сдвига, второй вход которого подключен к выходу блока 14 масштаби Фвания, а выход - к блоку 9 регистрации и второму входу блока 16 вычисления модуля Юнга, блок 19 запоминания скорости продольной волны, первый вход которого соединен с выходом блока 11 управления, второй вход — с выходом делительного блока 7, а выход с блоком 9 регистрации и вторым входом блока 15 вычисления коэффициента

Пуассона, выходы блока 14 масштабирования, блока 15 вычисления коэффициента Пуассона, блока 17 задания плотности и блока 11 управления соединены с блоком 9 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 зондирующих импульсов вырабатывает импульсы, поступающие на излучатель 2, которые через исследуемую среду и принимаются при1075146 ()- 2 в

2 (-) -2

60 емником 3. После усиления усилителем

4 сигналы подаются на блок 5 визуальной индикации, на который поступает также импульс метки с блока 6 установки времени с некоторой задержкой относительно эондируницего импульса.

Длительность задержки может плавно изменяться.

Принимаемый сигнал и сигнал метки совмещаются в блоке 5 визуальной индикации. Выходное сопротивление 1( блока 6 установки времени изменяется пропорционально времени задержки, выход этого блока подключен к делительному блоку 7, который представляет собой масштабный усилитель. Со- (5 противлением обратной связи этого усилителя является электроизмеритель 12 базы, механически связан» ный с излучателем 2 и приемником 3.

Сопротивление электроизмерителя 12 базы меняется пропорционально расстоянию между излучателем 2 и приемником 3. Коэффициент усиления делительного блока 7 пропорционален скорости распространения ультразвука в данной среде. По скорости ультразвуковых волн, применяя линейные корреляционные зависимости, можно определить физико-механические параметры горных пород

F;=a,V< ; 30 где F — параметры горных пород (модуль Юнга, модуль сдвига, коэффициент Пуассона); о ь — константы корреляционных (( зависимостей; скорость ультразвуковых волн.

Для этого на вход делительного блока 7 в зависимости от определяемого параметра подается постоянное на40 пряжениеt)H ° а; с блока 10 наклона линейной зависимости скорости распространения ультразвука, а выходное напряжение делительного .блока 7 суммируется с напряжением U „ блока 8 45 смещения линейной зависимости скорости распространения ультразвука.

Величины напряжений блока 10 наклона и блока 8 смещения линейной зависимости определяются блоком:11 управления. В результате этого на вход блока 9 регистрации подается напряжение

II;"U„;V++.U; a; V-Ь„ .

В этом случае, .когда константы корреляционных зависимостей определены недостаточно точно, параметры упругости можно определить по аналитическим зависимостям с,-pv, ; к=г р о), где — коэффициент Пуассона; — модуль сдвига;

Š— модуль Юнга;

Чр — скорость продольной волны;

Чз — скорость поперечной волны; плотность исследуемой среды.

Для этого по сигналам блока 11 управления происходит запоминание значения напряжения с выхода делительного блока 7 в блоке 13 запоминания скорости поперечной или поверхностной волны, или в блоке 19 запоминания скорости продольной волны в зависимости от того, скорость какого типа волн измеряется. После измерения скоростей обоих типов волн их значения сохраняются в блоках 13 и 14 и с их выходов поступают на вход блока 15 вычисления коэффициента Пуассона, причем сигнал с выхода блока 13 запоминания скорости поперечной либо поверхностной волны,поступает на блок 15 вычисления коэф,Фициеита Пуассона через блок 14 масштабирования, коэффициент передачи которого задается блоком 11 управле ния и равен 1 при измерении скорости поперечной волны и 1,075 — при

I измерении скорости поверхностной волны. Значения скоростей поперечных и продольных волн регистрируются в блоке 9 регистрации. Напряжение, пропорциональное .коэффициенту Пуассона, с выхода блока 15 вычисления коэффициента Пуассона подается на блок 9 регистрации и на вход блока 16 вычисления модуля Юнга, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный модулю сдвига, который определен в блоке 18 вычисления модуля сдвига, для чего на входы этого блока подаются сигналы с блока 17 задания плотности и с выхода блока 14 масштабирования. Сигналы, пропорциональные заданной плотности, модулю сдвига и модулю Юнга, индицируются в блоке 9 регистрации. Выбор параметра индикации задается блоком

11 управления.

Устройство для ультразвукового контроля позволяет измерять физикомеханические параметры горных пород с повышенной точностью и достоверностью за счет вычисления этих параметров по аналитическим зависимостям, так как линейные корреляционные за висимости известны достаточно точно не для всех типов пород и линеный не для всех измеряемых параметров °

1075146

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 490/37 Филиал ППП ПАТЕНТ, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель К. Царев

Редактор Т. Кугрышева Техред С.ЛегЕза Корректор И. Эрдейи