Устройство для измерения затухания акустических колебаний

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 547б88 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.08.73 (21) 1953772/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 02,77. Бюллетень № 7 (4б) Дата опубликования описания12.07.77 (51) М. Кл.е

G 01 N 29/00

Государственный комитет

Совета 1йннистроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК

534.6.08 (088.8) (72) Авторы изобретения С. К. Барашков, Ю. Г. Камчатный, В. Ю. Любинский и В. П. Соболевский (71) Заявитель

Институт автоматики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при создании аналитических приборов и систем регулирования для контроля состояния и состава веществ, изменяющиеся параметры которых вызывают изменение коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний.

Известны устройства для автоматической регистрации коэффициента поглощения при многократном отражении зондирующего сигнала, содержащие акустическую камеру с пьезоэлементом и отражателем, высокочастотный генератор, управляемый синхронизатором, супергетероидный приемник для усиления принятых импульсов и автоматический селектор, причем продетектированные импульсы смежных отражений поступают на счетно-решающее устройство, где с помощью линейного потенциометра и следящей системы автоматически определяется отношение напряжений поступивших импульсов, то есть коэффициент поглощения ультразвука (11. В этом устройстве реализован метод измерения амплитуд двух импульсов, выбираемый из серии отраженных эхо-сигналов.

Известно также устройство для измерения затухания акустических колебаний, содержане:е генераторы тактовых импульсов высокой частоты и запускающих импульсов, акустические датчики, приемник электрических сигналов, накопительный элемент, линейный пропускатель, управляемый эле5 мент, амплитудный дискриминатор, интегратор, пороговую схему, триггер запуска, ключевую схему, переменную задержку, формирователь строба и счетчик электрических импульсов(2). В этих устройствах для измерения затухания ультразвука не1О обходимо определять постоянную времени спада огибающего цуга эхо-импульсов. Для этой цели экспоненциальный сигнал, амплитуду и постоянную времени которого можно регулировать, совмещают с огибающей цуга эхо-импульсов. Изменение

15 постоянной времени экспоненциального сигнала, как правило, производят путем изменения сопротивления в цепи разряда конденсатора.

Недостатком известных устройств является то, ре что совмещение экспоненциального сигнала (кривой разряда конденсатора) с огибающей цуга эхо° импульсов производится на экране осциллографа и вручную, и момент совпадения кривой разряда с огибающей определяют визуально, что обуславлива25 ет наличие субъективной погрешности в измерении.

5476нч о

Целью изобретения является повышение то шос и электрических импульсов 14, пропускаюших ими быстродействия измерения. пульсы с генератора 1 тактовых импульсов. Код

Это достигается тем, что один выход приемника счетчика 14 изменяет параметр (сопротивление) соединен через линейный пропускатель, накопитель- управляемого элемента (преобразователя кода в ный и управляющий элементы со счетчиком элект- б сопротивление) 18. При этом приращению сопрорических импульсов, другой — с амплитудным тивления на одну ступень квантования а следова1 дискриминатором, подключенным к управляемому тельно, изменению наклона кривой разряда конденэлементу и через интегратор, пороговую схему ко сатора соответствует приращение числа в счетчивходу триггера запуска, другой вход которого ке 14 на один импульс. связан с генератором запуска, а выход генератора щ Таким образом, на амплитудном дискриминатактовых импульсов через ключевую схему соеди- торе 16 происходит периодическое сравнение огибанен с выходом триггера запуска и входом счетчика ющей каждой серии отраженных сигналов (импульэлектри ческих импульсов. сов) с кривыми разряда конденсатора и в момент

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на совпадения их с выхода амплитудного дискриминафиг. 2,3 — временные диаграммы, поясняющие ра- 1я тора 16 на интегратор 13 поступают импульсы, чис. боту устрой ства. ло которых определяется количеством импульсов

Устройство содержит генератор тактовых им- серии, превысивших уровень кривой разряда в пульсов 1, ключевую схему 2, генератор 3 импуль- пределах порога чувствительности амплитудного сов высокой частоты, тригтер запуска 4, генера- дискриьянатора 16. Пороговая схема 10формирует тор 5 эапускающихимпульсов,переменнуюзадерж- д сигнал, который возвращает триггер4 запуска в ку 6, акустические датчики 7,8 с образцом 9, лоро- исходное положение, ключевая схема 2 закрывается говую схему 10, формирователь 11 строба, прием- (см.фиг. 2, граф. 5-8). По состоянию счетчика ник 12 электрических сигналов, интегратор 13, электрических импульсов 14, зафиксировавшему счетчик 14 электрических импульсов, линейный количеству тактовых импульсов за цикл иэмерепропускатель 15, амплитудный дискриминатор 16, эч ния, судят о численном значении измеряемой велинакопительный элемент 17, управляемый эле. чины (коэффициента поглощения ультразвука) мент 18. (см.фиг. 2, граф. 9), Управляемый генератором 1 тактовых импульсов генератор 3 импульсов высокой частоты выра- Процесс измерения затухания т хания ультразвука в батывает высокочастотные импульсы, которые пре- 80 исследуемом образце поясняет оясняется временными образуются акустическим датчиком 7 в ультраэву- диаграммами (см.фиг. 3): ковые колебания. Ультразвуковые колебания про- где oc — начальное эначени о ьное значение коэффициента хотят через образец 9 и, многократно отражаясь от поглощения; гранеи образца9, поступают на приемный акусти- ЬсС вЂ” шаг дискретного измененияоС; че.кий датчик 8, преобразуются в электрические 85 oc — искомое х значение коэффициента колебания, усиливаются, детектируются в приемни- поглощения. ке 12 электрических сигналов и в виде затухающих видеоимпульсов поступают на входы линейного пропускателя 15 и амплитудного дискрлмина- Формула изобретения тора 16 (см. фиг,2, граф. 1,2,3). 4О

От выбранного с помощью переменной задерж- Устройство для измер измерения затухания акустически б формирователя строба11 илинейногопропус- ких колебаний, содержащее генераторы тактовых кателя 15 одного из первых видеоимпульсов серии импульсов высокой час частоты и запускающих импроисходит заряд конденсатора накопительного пульсов, акустические датчики при ки, приемник электриэлемента 17 до амплитудного значения импульса и 45 ческих сигналов, накопительный элемент, линейный последующий разряд его на управляемый эле- пропускатель, управляемый элемент лемент, амплитудный дискриминатор, интегратор, пороговую схему, Таким образом, с каждым тактовым импуль- триггер запуска кл ючевую схему, переменную засом на входы амплитудного дискриминатора 16 держку, формирователь строба и счетчик элекгриодновременно приходят серия затухающих импуль- 50 ческих импульсов, отлича юще е с я тем, что с

У > сов и кривая разряда конденсатора (экспонснци- целью повышения точности и быстродействия измеальный сигнал) . рения, один выход приемника соединен через лиВ исходном состоянии к моменту запуска изме- нейный пропуска

В - ™т„ опускатель, накопительный и управрительной части устройства параметр управляемого ляемые элемснть с ты со счетчиком электрических имэлемента 18 соответствует максимальному сопро- о5 пульсов друг Г, другой — с амплитудным дискриминатотивлению, а наклон кривой разряда конденсатора — ром подкг

Э ючспным к управляемому элсмспту и мичималь гому затуханию. через интегратор, пороговую схему ко входу григИмпульс запуска от генератора 5 запускающих гера запус, > у ка, другои вход которого связан с гснсраимпульсов перебрасывает триггер 4 запуска, кото- тором эаи м запуска, а выход генератора TBKTOBhlx имpblH открывает ключевую схему 2 на входе счетчика 60 пульсов чср.э к чс сэ юпочсвую схему сасдниси < выходом

547688

В

Ург 3 фиг. Г

1и рах 1101

11ИИИИИ

Заказ 874/98

Полянское

Фаыиаз IIIIH "jill

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Носов В.А. "Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры", М. 1972, с.113.

2. Труэлл P. и др. Ультразвуковые методы в1 физике твердого теле", М., "Мир", 1972,с.69 (прототип).