Зная

 

363908

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советских

Социалистических

Республик ф

Зависимое от авт. свидетельства М—

М.Кл. G 01n 29/00

Заявлено 15.V.1970 (№ 1439967 25-28) с присоединением заявки Xo—

Комите по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 25.ХИ.1972. Бюллетень М 4 за 1973.

Дата опубликования описания 2.III.1973

УДК 620.179.16(088.8) Авторы изобретения

1, ) I е

Ю; И. Сазонов и В. М. Лившиц

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УПРУГИХ ПОСТОЯННЫХ

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны ультразвуковые измерители упругих постоянных металлов и сплавов, содержащие генератор возбуждающих импульсов, импульсный усилитель, детектор, формирователи стробирующих импульсов, схемы пересчета, сброса и сборки, вентили, дифференцирующие цепи, ограничитель, инвертор, цифровые измерители временных интервалов, блоки уп- lo равления и питания. Однако указанные измерители обладают недостаточной производительностью и точностью измерений.

Предлагаемьш измеритель снабжен двухволновым электромагнитно-акустическим пре- 15 образователем, соединенным с генератором и усилителем, и цифровыми измерителями отношения и произведения временных интервалов, подключенными к выходам вентилей, причем первый вход у первого из формирователей сое- 20 динен с выходом детектора, а у второго — с выходом схемы сборки, один из входов которой соединен через инвертор и дифференцирующую цепь с выходом первого формирователя, а второй — через пересчетную схему с 25 выходом детектора, вторые входы формирователей подключены к выходу схемы сброса. Выход у первого формирователя подключен к потенциальному входу первого вентиля, а второго — через дифференцирующую цепь и огра- 30

2 иичитель и входу триггера блока управления и потенциальному входу второго вентиля, а импульсные входы вентилей соединены с выходом генератора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя; иа фиг. 2 — — выходные импульсы блоков устройства (цифрами обозначены номера блоков).

Измеритель содержит генератор 1 возбуждающих импульсов, двухволновой электромагиитио-акустический преобразователь 2, включающии катушку 8 1шдуктивиости и источник 4 поляризуюп1его магнитного поля, усилитель 5 импульсов с ультразвуковой частотой заполиеш1я, детектор 6 с диффереицирующей цепочкой иа выходе, формирователь т первого стробирующего импульса, включающий триггеры 8 и 9 с раздельными входами, входные диоды и дифференцирующую цепочку на правом (по схеме) выходе триггера 8, формирователь второго стробирующего импульса 10, содержащш> триггеры 11 и 12 с раздельными входами, входные диоды и дифференцирующую цепочку иа правом выходе триггера 11.

Кроме того, измеритель содержит первую пересчетную схему И, инвертор 14 с диффереицирующей цепочкой и ограничителем импульсов отрицательной полярности иа выходе, сборку 15, импульсно-потенциальные вентили

I6 — 19, генератор 20 импульсов, содержащий

363908

1<варцевый генератор синусоидальных колебаний и формирователь импульсов, первый и второй декадные реверсивные счетчики 21, 22 импульсов, счетчики 28 импульсов, счетчики

24 — 26 импульсов с цифровой индикацией, дешифратор 27, цифровой индикатор 28, декадные управляемые делители 29 и 80 частоты следования импульсов, схемы 81 и 82, триггеры 88 и 84 управления счетом, формирователь 85 импульса сброса, дифференцирующую цепочку и ограничитель 86 импульсов отрицательной полярности, блок 87 питания и управления и вторую пересчетную схему 88.

Измеритель работает следующим образом.

Выходные импульсы генератора возбуждающих импульсов поступают на вход преобразователя 2. Катушка 8 индуктивности преобразователя возбуждает в испытуемом участке материала продольную волну. Одновременно при помощи источника 4 в материале возбуждают поперечную волну. Волны, отрах<енные от противоположной грани, преобразуются преобразователем, в импульсы с ультразвуковой частотой заполнения, которые усиливаются усилителем 5 и детектируются детектором 6. Возбуждающий импульс поступает на вход усилителя 5 с выхода генератора 1. После дифференцирования импульсы с детектора 6 поступают на входы формирователей 7 и 10. Длительность первого стробирующего импульса равна интервалу времени между возбуждающим и первым отраженным импульсом, второго — интервалу времени между возбуждающим п вторым отраженным импульсом.

Схемы формирователей 7 и 10 выполнены на триггерах 8 — 12 с раздельными входами. В исходном состоянии триггер 8 находится в положении «1» (правая половина заперта), триггер 9 — в положении «О» (правая сторона открыта).

Первый положительный импульс с выхода детектора 6 после дифференцирования подается одновременно на левые входы триггеров 8 и

9 и переключает триггер 8 в поло>кение «0».

На выходе триггера 8 возникает положительный перепад напря>кений Через дифференцирующую цепочку этот перепад подается ца правый вход триггера 9 и переключает его в положение «1» -la выходе триггера 9 возпи-!

1д напря>ке11ия, КОторый поступает па потенциальный вход вентиля 17 и открывает его.

Второй положительный импульс с выхода детектора 6 не изменяет состояния триггера 8, но перебрасывает триггер 9 в положенеие «0», вентиль 17 при этом закрывается. Последующие отраженные импульсы не изменяют состояния триггеров 8 и 9. Они возвращаются в исходное состояние после поступления положительного импульсного сброса на правь!й вход триггера 8 с выхода схемы сброса.

Формирователь 10 второго стробирующего импульса содержит два триггера 11 и 12 с раздельными входами. На вход пнвертора 14 подается отрицательный перепеад напряже5

10 !

30 з5

-1О

55 !!и ьг пня с выхода триггера 9. Выходное напряжение пнвертора 14 дифференцируется и ограничивается так, что на первый вход сборки 15 поступает только импульс положительной полярности. На второй вход сборки 15 поступает выходной импульс схемы 13. Этот импульс совпадает во времени со вторым отраженным импульсом. Импульсы с выхода сборки 15 поступают на входы триггеров 11 и 12, которые формируют второй стробирующий импульс

Работа триггеров 11 и 12 аналогична работс триггеров 8 и 9. Импульсы, поступающие с выхода сборки 15, после первых двух не изменяют состояния триггеров 11 и 12, которые возвращаются в исходное состояние схемой сороса.

Выходной импульс формирователя 7 подается на потенциальный вход вентиля 17, а формирователя 10 — на потенциальньш вход вентиля 16. На импульсные входы этих вентилей подаются импульсы с выхода генератора 20.

Серии импульсов с выхода вентилей 16 и

17 поступают на суммирующий вход счетчика

21 и через пересчетную схему 38 на вход счетчика 28. Последний считывает число импульсов, заполнившее интервал Т, между возбуждающим и первым отраженным импульсами. Код, зафиксированный в счетчике 28, устанавливает через дешифратор 27 коэффициенты деления управляемых делителей 29 и 80 пропорциональными числу импульсов заполнения интервала времени Т, между возбуждающим и вторым отраженным импульсами. В момент окончания второго стробирующего импульса 10 с выхода формирователя через дифференцирующую цепочку и ограничитель 36 на первый вход триггера 88 подается импульс, перебрасывающий его в положение, при котором вентиль 18 открывается и через него на вычитающий вход реверсивного счетчика 22 и на вход делителя 29 начинают поступать импульсысы генератор а 20.

Когда разность числа импульсов, поступивIllIl_#_ на его вычитающий вход, становится рав»oiI нулю, на выходе схемы 82, входы которой подк;почены к разрядам счетчика 22, формируется импульс, перебрасывающий триггер 88 в

110:1 0>Ке111! е, при КОТОром В еIITII.× Ь 1 8 3 >1 1<р ыв иется. С выхода делителя 29 на вход счетчика с цифровой индикацией 25 поступает в каждом цикле измерения серия, число импульсов в которой, равно числу импульсов, заполнивших интервал времени Т,, поделенному на число импульсов, заполнивших интервал времени T „ деленному на коэффициент пересчета схемы 88. В момент окончания второго стробирующего импульса с выхода формирователя 10 через дифференцпрующую цепочку и ограничитель >6, на вход триггера 84 поступает импульс, перебрасывающий его в положение, прп котором вентиль 19 открыт, и через него на вход дел!!теля 30, подключенного через <ешифратор 27 к счетчику 28 пач!шают поступать импульсы генератора 20. Выходные пм363908

5 пульсы делителя 80 подаются на вычитающий вход реверсивного счетчика 21. Когда разность числа импульсов, поступивших на суммирующий вход счетчика 21 и числа импульсов, поступивших на вычитающий вход, становится равной нулю, на выходе схемы 81, входы которой подключены к разрядам счетчика 21, возникает импульс, перебрасывающий триггер 84 в положение, при котором вентиль 19 открывается. Число импульсов генератора 20, поступающее на вход делителя 80 в каждом цикле измерения равно числу импульсов, заполнивших интервал Т,, умноженному на число импульсов, заполнивших интервал Т, и деленному па коэффициент пересчета схемы 88. К выходу делителя 80 подключен счетчик 24, осуществляющий измерение и цифровую индикацию числа, пропорционального произведению импульсов в интервалах Т, ° Т, . К выходу дешифратора 27 подключен индикатор 28, осуществляющий индикацию числа, пропорционального числу импульсов, в интервале Т, . К выходу вентиля 17 подключен считчик 2б, осуществляющий измерение и цифровую индикацию числа импульсов в интервале Т,.

Сброс на нуль всех счетчиков, делителей и формирователей осуществляется через схему сброса выходным импульсом первой схемы 81 совпадения.

Предмет изобретения

Ультразвуковой измеритель упругих посто6 янных металлов и сплавов, содержащий генератор возбуждающих импульсов, импульсный усилитель, детектор, формирователи стробирующих импульсов, схемы пересчета, сброса и сборки, вентили, дифференцирующие цепи, ограничитель, инвертор, цифровые измерители временных интервалов, блоки управления и питания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измен реннй, он снабжен двухволновым электромагнитно-акустическим преобразователем, соединенным с генератором и усилителем, и цифровымп измерителями отношения и произведения временных интервалов, подключенными к выходам вентилей, причем первый вход у первого из формирователей соединен с выходом детектора, а у второго — с выходом схемы сборки, один из входов которой соединен через инвертор и дифференцирующую цепь с выходом первого формирователя, а второй— через пересчетную схему с выходом детектора, вторые входы формирователей подключены к выходу схемы сброса, выход у первого формирователя подключен к потенциальному входу первого вентиля, а второго — через дифференцирующую цепь и ограничитель к выходу второго вентиля, а импульсные входы вентилей соединены с выходом генератора.

363908

4ъг 1

Составитель В. Мазина

Редактор Н. Воликова Тсхрсд Т. Миронова Коррскторы Г. Запорожец и Е. Сапунова

Згк. № 202 Изд. зак. 1078 Тираж 404 11одппспос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография