Измеритель времени распространения ультразвука в материалах

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и1 588493

Союз Советскик

Сокиалистическии

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.11,74 (21) 2075699/25-28 с присоединением заявки Мв (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень Ао 2 (45) Дата опубликования описания 10.02.78 (51) М. КлР G 01N 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам иэобрвтеиий и открытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н, А. Кеслер, Н. В. Химченко, В. В. Шинкарев и A. Л. Иванов

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к конструкции измерителей времени распространения ультразвука в материалах.

Известен измеритель распространения ультразвука в материалах, содержащий синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, приемник, формирователь временного интервала, входы которого соединены с выходами приемника и синхронизатора, генератор счетных импульсов и селектор, выход которого соединен с цифровым индикатором (1).

Недостаток известной конструкции — невозможность с достаточной точностью измерять малые интервалы времени.

Известен также измеритель времени распространения ультразвука в материалах, содержащий синхронизатор, генератор ультр азвуковых колебаний, приемник, трансформатор времени, генератор счетных импульсов, селектор и цифровой, индикатор (2).

Однако этот измеритель имеет малый динамический диапазон измеряемых значений времени распространения ультразвуковых колебаний и, следовательно, низкую точность измерения в широком динамическом диапазоне изменения толщины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является. измеритель времени распространения ультразвука в материалах, содержащий последовательно соединенные пьезопреобразователь, генератор ультразвуковых колебаний, временной селектор, цифровой индикатор, расширитель вре5 менных интервалов, а также i cllлптсль, включенный между пьезопреобразоватслем и расширителем, и генератор счетных импульсов, подключенный к второму вхо.чу временного селектора (3).

К недостаткам известного измерителя следует отнести малый динамический диапазон работы, обусловленный тем, что расширитель временного интервала имеет динамический

15 диапазон не более 20 — 25 дб, а это в значительной степени сказывается на точности измерений в широком диапазоне изменения толщин, Цель изобретения — увеличение точности

20 измерений.

Для этого предлагаемый измеритель снабжен делителем частоты и триггером, расширитель временных интервалов выполнен в виде преобразователя времени в частоту, вход дс25 лителя частоты соединен с выходом расширителя временных интервалов, а выход — с первым входом триггера, второй вход триггера соединен с выходом расширителя временных интервалов, а выход триггера -- с вхо30 дом временного селектора.

588493

Составитель О. Строганов

Редактор Н. Аристова

Техред А. Камышникова

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова. 2

На чертеже изображена блок-схема описываемого измерителя.

Измеритель времени распространения ультразвука в материалах содержит последовательно соединенные пьезопреобразователь 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний (УЗК), синхронизатор 3, расширитель временных интервалов, выполненный в виде преобразователя 4 времени в частоту, делитель 5 частоты, триггер 6, временной селектор 7 и цифровой индикатор 8, Между пьезопреобразователем 1 и преобразователем 4 времени в частоту включен усилитель 9. Первый вход триггера 6 соединен с выходом делителя 5 частоты, второй вход триггера 6 соединен с выходом преобразователя 4, а выход триггера 6 соединен с одним из входов временного селектора 7. Ко второму входу временного селектора 7 подключен генератор 10 счетных импульсов.

Измеритель времени распространения ультразвука в материалах работает следующим образом.

Генератор 2 УЗК через пьезопреобразователь 1 возбуждает в исследуемом образце 11 колебания, которые после отражения от нижней грани образца 11 воспринимаются пьезопреобразователем 1, преобразуются, им в электрические импульсы и после усиления усилителем 9 поступают на первый вход преобразователя 4 времени в частоту. С выхода преобразователя 4 на вход делителя 5 частоты поступает последовательность коротких импульсов, период следования которых равен двойному времени 2т распространения импульса ультразвука в образце, Если коэффициент деления частоты в делителе 5 равен л, то на выходе триггера 6 будет сформирован импульс длительностью 2 и, поступающий далее на первый вход селектора 7, на второй вход которого поступают импульсы с генератора 10 счетных импульсов. С выхода блока импульсы, количество которых равно времени распространения УЗК в исследуемом материале, поступают для регистрации на цифровой индикатор 8. Благодаря тому, что расширитель временных интервалов выполнен в виде преобразователя времени в частоту и в схему

5 измерителя дополнительно введены делитель частоты и триггер, динамический диапазон измерителя удалось расширить до величины порядка 60 дб, соответственно точность измерения времени распространения ультразвука

10 в широком диапазоне изменения толщины стала выше.

Формула изобретения

Измеритель времени распространения ульт15 развука в материалах, содержащий последовательно соединенные пьезопреобразователь, генератор ультразвуковых колебаний, временной селектор, цифровой индикатор, расширитель временных интервалов, а также усилитель, включенный между пьезопреобразователем и расширителем, и генератор счетных импульсов, подключенный к второму входу временного селектора, о т л и ч аю,щийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, измеритель снабжен делителем частоты и триггером, расширитель временных интервалов выполнен в виде преобразователя времени в частоту, вход делителя частоты соединен с выходом расширителя

30 временных интервалов, а выход — с первым входом триггера, второй вход триггера соединен с выходом расширителя временных интервалов, а выход триггера — с входом временного селектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 393670, кл. G 01N 29/04, 1971.

2. Смирнов А. Д. Импульсная. ультразвуко40 вая измерительная аппаратура, изд-во

«Энергия», 1967, с. 34, 102.

3. Патент Франции Мв 2059069, кл. G 01Â

17/01, 1970.

Заказ 2990(16 Изд. № 135

Тираж 1109 Подписное

НПО Государственного комитета

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на 6., д. 4/5