Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХцмрпнескипРЕСПУБЛИК БРЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСИОМУ СВЩВТВЪС В строп тво СССР1974.СССР У 842569,рототип) .СТРОЙСТВОМАТЕРИАЛОВ,единенные синхрох импульсов,риемный преобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР па а лАМ И БОРЕНИЙ и ОЪРМПМ(71) Научно. исследовательскийтельных конструкций Госстроя(54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАсодержащее последовательно сониэатор, генератор зондирующиизлучающий преобразователь, п,.БО, 1116384 А раэователь, усилитель, первый пороговый кас.кад, триггер, первый элемент И и измерительинтервалов времени, второй вход которогосоединен с выходом синхронизатора, линию задержки, вход которой соединен с выходомсинхронизатора, а выход - с вторым входомтриггера, последовательно соединенные второйпороговый каскад, вход которого соединенс выходом усилителя, и второй элемент И,выход которого соединен с третьим входомизмерителя интервалов времени, и генераторуправляющего напряжения, соединенный с вто.рым входом усилителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функци.опальных возможностей, второй вход второго фэлемента И соединен с выходом триггера.Изобретение относится к неразрушаюшимиспытаниям материалов ультразвуковым мето.дом и может быть использовано в машино.строении и друтих отраслях промышленности,Известно ультразвуковое устройство дляконтроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, гене;ратор зондирующих импульсов, излучающийпреобразователь, прие ный преобразователь,усилитель, первый пороговый каскад и триг Огер, второй пороговый каскад, схему И иизмеритель интервалов времени 1) .Недостатком известного устройства являетсябольшая трудоемкость измерений, обусловленная необходимостью ручной регулировки 15. усиления.Наиболее близким по технической сушностик изобретению является ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединеные синхро- щонизатор, генератор зондирующих импульсов,излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, первый пороговый каскад, триггер, первый элемент И и измерительинтервалов времени, второй вход которогосоединен с выходом синхронизатора, линиюзадержки, вход которой соединен с выходомсинхронизатора, а выход - с вторым входомтриггера, последовательно соединенные второйпороговый каскад, вход которого соединенс выходом усилителя, и второй элемент И,выход которого соединен с третьим входомизмерителя интервалов времени, и генераторуправляюшего напряжения, соединенный свторым входом усилителя 2.Второй вход второго элемента И в известном устройстве соединен через формировательимпульсов с выходом первого пороговогокаскада. При таком выполнении устройствоустойчиво работает в органиченном диапазонеизменений длительности ь фронта и периодагъФ 40Т принятых приемным преобразователемультразвуковых колебаний, допустимые значения которых должны выбираться из условияТ ( Т( Т, где Т - длительность импульсов, вырабатываемых формирователем. Выполнение этого условия наклацывает ограничениена функциональные возможности устройства.Цель изобретения - расширение функцио.нальных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что вультразвуковом устройстве для контроля материалов, содержащем последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующихимпульсов, излучаюший преобразователь,приемный преобразователь, усилитель, первый 55ПОрОГОВЫй КаСКад, трнгГЕр, ПЕрВЫй ЭЛЕМЕ 1 П Ии измеритель интервалов времени, второйвход которого соединен с выходом синхронизатора, линию задержки, вход которой соединен с выходом,синхронизатора, а выход -с вторым входом триггера, последовательносоединенные второй пороговый каскад, входкоторого соединен с выходом усилителя,и второй элемент И, выход которого соединен с третьим входом измерителя интерваловвремени, и генератор управляющего напряжения,.соединенный с вторым входом усилителя,второй вход второго элемента И соединен свыходом триггера,На чертеже представлена структурная схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучаюший преобразователь3, приемный преобразователь 4, усилитель 5,первый пороговый каскад 6, триггер 7, первый элемент 8 И и измеритель 9 интерваловвремени, второй вход которого соединен свыходом синхронизатора 1, линию 10 задержки, вход которой соединен с выходом синхронизатора 1, а выход - с вторым входомтриггера 7, последовательно соединенные второй пороговый каскад 11, вход которого сое.динеп с выходом усилителя 5, и второй элемент 12 И, выход которого соединен с третьим входом измерителя 9 интервалов времени,и генератор 13 управляющего напряжения,соединенный с вторым входом усилителя 5,второй, вход второго элемента 12 И соединенс выходом триггера 7.Ультразвуковое устройство работает следующим образом.Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондируюших импульсов, обеспечиваюший возбуждение в излучающем преобразователе 3 импульсов ультразвуковых колебаний. Прошедшие через контролируемый материал 14 импульсыультразвуковых колебаний воспринимаются приемным преобразователем 4 и усиливаютсяусилителем 5, коэффициент усиления которогорегулируется за счет подачи на его управляющий. вход циклически изменяющегося по заданному закону напряжения с выхода генератора13. С выхода усилителя 5 импульсы поступа 1 от на пороговые каскады 6 и 11. Пороговый каскад 6, срабатываюший на низком уровне формирует импульсы, которые поступают на один из входов элемента 8 И, Задним фронтом первого из этих импульсов произво;. дится возврат триггера 7 в исходное состояние, запуск которого производится импульсами синхронизатора 1, задержанными линией 10 задержки на время. Последнее при этом выбирается большим длительности помех, обус. ловленных наводками импульсов генератора 21116384 ф лСоставитель Г. Максимочкин Техред М, Кузьма Корректор М. Максимишинец Редактор М. Петрова Тираж 822 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 6923/36 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3в цепях приемоусилительного тракта устройства,Сформированные триггером 7 импульсы подаются на второй вход элемента 8 И, обеспечивая стробирование сигналов, поступающих с выхода порогового каскада 6 на вход "Стоп" измерителя 9 интервалов времени, на вход "Старт" которого поступают импульсы с выхода синхронизатора 1. Временной интервал между импульсами "Старт" и "Стоп" преобразуется О в измерителе 9 интегралов времени в цифровой код.Для получения импульсов управленияизмерителем 9 интервалов времени по входу "Сброс" усиленные усилителем 5 импульсы подаются 15 на вход второго порогового каскада 11, уровень срабатывания которого устанавливается равным требуемому значению амплитуды первого вступления ультразвуковых колебаний с выхода усилителя 5, при котором производится измерение и запоминание результата в измерителе 9 интервалов времени. Формируемые пороговым каскадом 11 импульсы подаются на элемент 12 И, который по второму входу стробируется импульсами с выхода триггера 7.25 Вследствие этого на выходе элемента 12 И в каждый цикл посылки зондирующих импульсов будут появляться одиночные импульсы, которые подаются на вход "Сброс" измерителя 9, осуществляя сброс недостоверного измерения. По мере снижения коэффициента усиленияусилителя 5 амплитуда первого вступленияультразвуковых колебаний на его выходеуменьшается и в момент, когда она станетменьше уровня срабатывания порогового каскада 11, импульсы на его выходе не будутсовпадать с импульсами с выхода трипера 7,и элемент 12 И перестанет выдавать импульсына вход Сброс" измерителя 9,Таким образом, результат измерения временираспространения ультразвукового импульсав материале, соответствующий нормированнойамплитуде первого вступления принятого сигнала, остается в памяти измерителя 9,Задний фронт импульсов триггера 7, каквидно из рассмотрения работы устройства, оп.ределяется задним фронтом первого иэ пачкиимпульсов на выходе первого пороговогокаскада 6, т, е. соответствует заднему фронтупервого вступления принятых ультразвуковыхколебаний. Следовательно, временное положение т его независимо от значений Г и 7всегда будет удовлетворять условию( т ( Т, а стробирование этим импульсомвторого элемента 12 И позволяет избежатьимеющее место в известном устройстве огра.ничение по диапазонам изменения параметрови Т принятых ультразвуковых колеба.ний и тем самым расширить функциональныевозможности устройства. При этом также дост 1.гается упрощение устройства,