Измеритель скорости ультразвука

 

1щ 588498

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.75 (21) 2145366/25-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 26.01.78 (51) М. Кл з G 01N 29/04

Государственный комитет

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

А. А. Лукашев и Г, Г. Агасьев (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

В МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний материалов и изделий и может быть использовано, в частности, для контроля качества продукции предприятий промышленности строительных материалов, в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности. Изобретение основано на использовании анализа временных характеристик ультразвукового импульсного сигнала, прошедшего через контролируемое изделие.

Известно устройство для контроля прочности железобетонных изделий ультразвуковым методом (1). Устройство содержит генератор ультразвуковых колебаний, передающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, формирователь измеряемого интервала времени, селектор и счетное устройство с цифровыми индикаторами.

Это устройство имеет низкую производительность контроля, связанную с необходимостью вычисления вручную скорости ультразвука по данным измерения времени.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному измерителю является измеритель скорости ультразвука, содержащий синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, передающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, формирователь измеряемого интервала времени, генератор счетных импульсов, селектор, соединенный с генератором калибровочного интервала времени и счетным устройством с цифровыми индикаторами (2).

Данному устройству присуща низкая производительность контроля, связанная с тем, что при измерении скорости в известном устройстве измеряется частота генератора счетных импульсов, которая регулируется вручную от образца к образцу. Это происходит потому, что в режиме набора базы на селектор поступают выходы формирователя измеряемого интервала времени и генератора счетных импульсов, а в режиме измерения скорости ультразвуковых колебаний — выходы генератора калибровочного интервала времени и генератора счетных импульсов.

Следовательно известное устройство нельзя применить для массового автоматического контроля стандартных изделий, так как даже при постоянной базе прозвучивания необходима подстройка генератора счетных импульсов в режиме набора базы по цифровым индика25 торам счетного устройства.

Целью изобретения является повышение производительности измерения скорости ультразвука за счет непосредственного автоматического преобразования измеряемого временЗО ного интервала в величину скорости ультра588498

3 звука или пропорционального ей параметра, например прочности бетона, при котором исключается непроизводительная ручная операция пересчета времени распространения ультразвуковых колебаний в величину скорости, Указанная цель достигается тем, что в устройство введен блок формирования контрольного интервала, своими входами соединенный с выходами синхронизатора и генератора счетных импульсов, а также временной дискриминатор, своими входами подключенный к выходам формирователя измеряемого интервала времени и блока формирования контрольного интервала, а выходом — к входу генератора счетных импульсов.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 представлены эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Измеритель скорости ультразвука состоит из синхронизатора, соединенного с одним из входов блока 2 формирования контрольного интервала, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 счетных импульсов. Выход блока 2 соединен со входом генератора 4 ультразвуковых колебаний, нагруженного на передающий электр оакустический преобразователь 5, установленный на контролируемом изделии 6.

Приемный электроакустический преобразователь 7 соединен со входом усилителя 8, выход которого подключен ко входу «Стоп» формирователя 9 измеряемого интервала времени, вход «Пуск» которого подсоединен к выходу блока 2 формирования контрольного интервала.

Выход формирователя 9 измеряемого интервала времени соединен с одним из входов временного дискриминатора 10, второй вход которого соединен с выходом блока 2 формирования контрольного интервала. Выход временного дискриминатора 10 соединен со входом генератора 3 счетных импульсов, выход которого соединен с одним из входов селектора 11, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора 12 калибровочного интервала времени. Выход селектора 11 подается на вход счетного устройства с цифровыми индикаторами 13.

Предложенный измеритель скорости работает следующим образом.

Синхронизатор 1 разрабатывает непрерь1вную последовательность импульсов (фиг. 2, а), поступающих на один из входов блока 2 формирования контрольного интервала, на второй вход которого поступают импульсы генератора

3 счетных импульсов (фиг. 2, б). На выходе блока 2 формирования контрольного интервала генерируется последовательность импульсов (фиг. 2, в), длительность которых равна периоду следования импульсов генератора 3 счетных импульсов, а частота следования соответствует частоте импульсов синхронизатора 1. Передним фронтом импульса блока 2 формирования контрольного интервала запускается генератор 4 (фиг. 2, г), который воз5

Зо

4 буждает ультразвуковые колебания в передающем электроакустическом преобразователе

5, излучающем их в контролируемый образец

6. Приемный электроакустический преобразователь 7 преобразует импульсы ультразвуковых колебаний, прошедшие исследуемый образец 6, в электрические импульсы и подает их на вход усилителя 8, с выхода которого (фиг. 2, д) сигналы поступают на вход «Стоп»

<рормирователя 9 измеряемого интервала времени, па вход «Пуск» которого поступают импульсы с выхода блока формирования контрольного интервала, соответствующие переднему фронту генерируемого им импульса.

Таким образом на выходе формирователя измеряемого интервала времени получаются импульсы (фиг. 2, е), длительность которых равна времени прохождения импульсов ультразвуковых колебаний в исследуемом образце 6. Эти импульсы поступают на один из входов временного дискриминатора 10, на второй вход которого подаются импульсы с выхода блока 2 формирования контрольного интервала. Опорным интервалом является импульс с выхода формирователя 9 измеряемого интервала времени, Если длительность импульса на выходе формирователя 9 измеряемого интервала времени не равна длительности импульса на выходе блока 2 формирования контрольного интервала, то временной дискриминатор 10 генерирует напряжение соответствующей полярности, которое подается на вход генератора 3 счетных импульсов и регулирует его частоту таким образом, чтобы длительности этих импульсов стали равными.

С выхода генератора 3 счетных импульсов сигналы поступают на один из входов селектора 11, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 12 (калибровочного интервала времени (фиг. 2, ж), длительность которых выбирается численно равной величине базы прозвучивания.

Если длительность импульса генератора 12 калибровочного интервала времени /калибр. численно равна базе прозвучивания 1, а время прохождения ультразвуковых по базе И равно периоду Т следования импульсов генератора 3 счетных импульсов, то количество импульсов на выходе селектора 11 (фиг. 2, и) равно скорости ультразвуковых колебаний к либр а.

= — = — =и. т

С выхода селектора 11 импульсы поступают на вход счетного устройства с цифровыми индикаторами 13, которое индицирует непосредственное значение скорости ультразвуковых колебаний.

Формула изобретения

Измеритель скорости ультразвука в материалах, содержащий синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, электроакустические преобразователи, усилитель, формирователь измеряемого интервала времени, генера588498 тор счетных импульсов, генератор калибровочного интервала времени, селектор, счетное устройство с цифровыми индикаторами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности измерения, он дополнительно снабжен блоком формирования контрольного интервала, своими входами подключенным к выходам генератора счетных импульсов и синхронизатора, и временным дискриминатором, своими входами подключенным к выходам формирователя измеряемого интервала времени и блока формирования контрольного интервала, а выходом — к входу генератора счетных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвт. свид. № 317968, М. кл. G 01N 29/00, от 24.04.70.

2. ABT. свид. № 393670, М. кл. G 01N 29/04, IO от 29.07.71.