Ультразвуковое устройство для измерения параметров распространения колебаний в средах

 

Coes Савотоиит

Саниалистииеоиих

Республил

Оп 14САНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ.>;l!IliC I!»IOC 0T аВТ. С1311ДЕ 1 СЛЬСТВO « ». »1.1хл. C 01п 20 ОО

Заявлено 20.3Х.1968 (№ 1272707/18-10) ® %c с прн OC11;!i:еш1ем заявки ¹â€”

Котлитет по аслам изобретений и oII,ðûòèé при Совете Мииистрав

СССР

Пр11ор птст—

Опубл. ковано 21.111.1972. Бюллетень, и 11,» Л1», о34.6.08 (088.8) Дата о11уб.1нкованпя описания 19Л 1.1972

Антон

11зобретснн,!

А. А. Ьалод

Институт мсханики полимеров АН Латвийской ССР

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ В СРЕДАХ

Изобрстеиц OTIIoc!ITc;l к области акустического приборо"троения.

Известные ультразвуковые устройства для измерения параметров распространештя колебаний в средах содержат акустический преобj)1IçoâàòåcIü с приемниками и излучателями, :1апрнмер, пьезоэлектрическими, синхронизатор, соедиие:шый со в.»одамп генератора зондирующиY IHмпульсов, и коммутатора, плечи которого под;»лючены к управляющим входам 10 усилителя, соединенного с вертикально-отклоняющими пластинам 1 электроннолучевого индиа»атора, блок задержки развертки, соединенный с генератором развертки. Однако они не позволя1от с достаточной точностью и опе- 15 ративностью измерить параметры распространения колебаний .в средах.

Предлагаемос устройство устраняет вышеуказанные недостатки и отличается тем, что оно снабжено бло ом калиброванных меток, 20 выхо lы кОтОр010 подсоединень! I» синхронизатору и через переключатель к вертикально-отклоняющим пластинам индикатора, блоком вспомогательной метки, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих им- 25 пульсов, а выход — с вертикально-отклоняющими пластинами, генератором разностной задержки, вход которого подключен к одному пз плеч коммутатора, а выход — ко .входу блока задерж и развертки и другому плечу коммутатора, излучатели и расположенные между ними приемник *,, установленные на базе измерения, электрически соединены через переключатели со входами усилителя и выходом генератора зондирующн импульсов.

Блок вопомогательпо1й метки устройства и одно из плеч коммутатора подключены к упряВляющим IIpKocThIO эле1:тродам индикатора, Усилитель ето содержит амплитудный дискРиминатОР, подключенный к 01»онечт(омт каскаду, а генератор разностной задержки снабжен дополнительным, регулятором относительной расстройки величинь1 задержки, например потенциометром, на оси которого установлена шкала, проградуированная в единицах, 11ропорциональчых относительной расстройке величины задержки.

Кроме того, акустический преобразователь выполнен с возможностью перемещения приемников друг относительно друга.

Для повышения точности и надежности измерения параметров колебаний,B замкнутых оболочках по периметру расстояние между одним из 11злучатслей и приемниками установлено ме 1ьцlе полови.l! I периметра оболоч1»:1.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

333462

Синхронизатор 1, работающий с выбранной частотой повторения, запускает .генератор 2 зондирующих импульсов, который с помощью излучателя 8 или 4 вводит импульсы колебаний в исследуемую среду. Колебания принимают приемники 5 и б, расположенные между излучателями 8 и 4 и установленные па базе измерения l в акустическом преобразователе 7. От синхронизатора 1 также запускается коммутатор 8, выполненный по схеме триггера. Импульсаии, снимаемыми с разных плеч коммутатора 8, поочередно блокируются каналы усилителя 9, к которым подведены сигналы от приемников 5 и 6, а также поочередно с частотой, в два раза ниже частоты синхронизатора I, запускаются генератор 10 разностной задержки и блок 11 задержки развертки. Так как последний запускается также от генератора 10, то в течение одного смежного,полупериода коммутатора 8 работает только блок Il, а в течение другого — и блок 11, и генератор 10. Таким образом, генератор 12 развертки в смежных полупериодах коммутатора 8 запускается с разньгми задержками от»осительно моментов генерации зондирующих импульсов. Излучатель 8 или 4 и приемники 5 и 6 подключены к выходу генератора зондирующих импульсов и входам каналов усилителя 9 соответственно через переключатели 18 и 14 так, что полупериодам образования большей задержки между моментамги посылки зондирующих импульсов и запуска развертки соответствуют периоды передачи на электроннолучевой индикатор 15 сигнала от приемника 5 или б с большим временем запаздывания.

Сигналы с выхода усилителя 9 могут быть подведены к:вертикально-отклоняющим пластинам индикатора 15 непосредственно через переключатель 16, либо через амплитудный дискриминатор 17 переключателем 18, выдающим нормализованный сигнал при достижении исследуемым сигналом заданных уровней.

Блок 19 вспомогательной метки запускается синхронно с генератором 2 и служит для формирования импульса метки с регулируемой задерж, oA относительно моментов генерации зондирующих импульсов, используемых для калибровки шкалы генератора 10 по меткам, полученным от блока 20 калиброванных меток с переключателем 21, от которого подсинхронизован синхронизатор. Ввиду того, ч.го блок 19 выдает сигнал метки с постоянной в смежных периодах работы синхронизатора задержкой относительно зондирующих импульсов, сигнал метки на линиях развертки, запускаемой в этих периодах с разными задержками, отображается с временным сдвигом, равным действительной разностной задержке.

В режиме калибровки ка,гиброванные метки от блока 20 подводятся к вертикально-отклоняющим пластинам индикатора 15 через псреключате ь 21, а к электродам, модулирующим яркость луча индикатора, под водятся импульсы от коммутатора 8 и блока 19 соотзетствен»о через перекгпочатсли 22 и 28»

25 зо

5i)

60 амплитудах и полярностях, обеспечивающих подсвет вспомогательной и калиброванных меток на одной линии развертки и,вспомогательной метки — на второй линии развертки.

При измерении времени распространения импульса в среде сигналы, полученные от приемников 5 и б, совмещают на экране электроннолучевого индикатора регулировкой длительности импульса генератора 10 при выбранной задержке развертки, установленной блоком 11 и служащей только для просмотра сигналов вдоль линии развертки. Отсчет времени распространения колебаний на базе измерения l получают непосредственно по шкале генератора 10.

Совмещение исследуемых сигналов по амплитуде осуществляется с помощью калиброванных аттенюаторов, включенных на входе каждого канала у силителя (на чертеже не показаны).

Противоположное направление:проз»учивания получают переключением излучателей 8 и 4 и приемников 5 и 6.

Пр и измерении в средах с сильно выраженной зависимостью коэффициента поглощения от частоты, с целью учета степени расплыва фронта волны, по экрану индикатора 15 сопоставляемые части сигнала (напри мер первая полуволна) устанавливаются одинаковой заданной амплитудой. После этого сигнал передается на индикатор через амплитудный дискриминатор 16. Управляя регулятором чувствительности дискриминатора 16 (или аттенюатором, включенным в цепь сигнала перед дискриминатором), выбирают определенный уровень, на котором исследуемые сигналы совмещают по изображению:полученного нормализованного сигнала регулятором .величины разностной задержки генератора 10. С помощью регулятора относительной расстройки длительности импульса задержки разностного генератора 10 сигналы совмещают на других уровнях, выбранных аналогичным образом, отсчет, пропорциональный изменению относительной крутизны фронта сигнала на базе измерения, получают по шкале, связанной с регулятором относительной расстройки генератора 10.

Для измерения времени распространения колебаний в случае зависимости скорости распространечия колебаний в среде от частоты акустический преобразователь 7 выполнен с регулируемым расстоянием между приемниками 5 и 6.

Измерение параметров распространения колебаний в замкнутых оболочках производится описапныи образом. При этом может быть использован только один излучатель 8 или 4 и приемники 5 и 6, установленные на периметре оболочки так, что расстояние между излучателем и,приемниками меньше половины периметра оболочки.

Устройсp»o может быть полезным для изучения закономерностей распространения разных видов колебаний, для определения разны327462.ми способами комплекса параметров распространения колебаний, а также для неразру,шающего контроля, качества материала на образцах и непосредственно в изделиях.

Предмет изобретения

Ультразвуковое устройство для измерения параметров распространения колебаний в аредах, содержащее акустический преобразова- !о тель с приемниками и излучателями, например, пьезоэлектрическими, синхронизатор, соединенный со входами генератора зондирующих импульсов и коммутатора, плечи которого,подключены к управляющим входам усили- !5 теля, соединенного с вертикально-отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, блок задержки развертки, соединенный с генератором развертки, отличающееся ,тем, что, с целью повышения точности и опе- 20 ративности измерения, оно снабжено блоком калиброванных меток, выходы которого подсоединены к синхронизатору и через переключатель к вертикально-отклоняющим пластинам индикатора, блоком вспомогательной 25 метки, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импулысов, а выход— с вертикально-оч1клоняющими пластинами> Генератором разностной задержки, вход которого подключен к одному из плеч коммутатора, З

;а выход — ко входу блока задержки развертки и другому плечу коммутатора, а излучатели и расположенные между ними приемники, установленные на базе измерения, электрически соединены через переключатели со входами усилителя и выходом генератора зондирующих им пульсов.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок вспомогагельной метки и одно из плеч коммутатора подключены к управляющим яркостью электродам индикатора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что усилитель содержит амплитудный дискриминатор, подключенный к оконечному каскаду, а генератор разностной задержки снабжен дополнительным регулятором относительной расстройки величины задержки, например потенциометром, на оси которого установлена шкала, проградуированная в единицах, пропорциональных относительной расстройке величины задержки.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что акустический преобразователь выполнен е возможностью перемещения приемников друг относительно друга.

5. Устройство по п п. 1 — 4, отл и ча ющееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения параметров колебаний в замкнутых оболочках по периметру, расстояние между одним из излучателей и приемниками установлено меньше половины пе|риметра оболочки.

333462

Составитель В. Карбачински@

Текред А. Камышникова Корректор Т, Китаева.

Редактор В. Дибобес

Заказ 227О Изд. Хе 424 Тнраек 448 Подписи эе

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий п ри GQBelle Миннспров СССР

Мианва, Ж-Зб, Раушская наб., д. 4/5

Обваотпая типография Костромского управпояяя по печа го