Устройство для измерения времени распространения акустических сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сое 1 Советских Социалистических Реслублик(51)М, Кл,2 С 01 Ч 1/40 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СИРНАЛОВ Изобретение относится к измери-.тельной технике, в частности, к области сейсмоакустических измерений и может быть использовано для испытаний и контроля физико-механическихсвойств материалов, горных пород и т.п. в горной технике и в строительстве.Известно устройство для измерения скорости и времени пробега продоль- ной волны 1 "содержащее генератор импульсов, излучатель, приемник уси литель и регистрирующее устройство, Недостатком этоф устройства является невысокая точность измерений, обусловленная недоучетом изменения формы импульса сигнала, прошедшего . через изучаемый образец.Известно также устройство (21, содержащее генератор импульсов воз-" буждения и синхронизации, приемный и излучающий электроакустические Преобразователи, усилитель и отсчетнбе устройство с электроннолучевым индикатором. В процессе из-" ,мерения между преобразователями помещается образец испытываемого материала или изделия, а во время градуировки вместо образца используется образцовая мера времени прохождения сигнала.Недостатком этого устройства также является то, что в нем измерение и градуировка производятся без учета изменения формы импульсов сигналов, прошедших через исследуемый объект. Это приводит к тому, что при испытании крупноструктурных образцов, характеризующихся повышенйЬм затуханием сиг. нала, а также образцов достаточно большой длины (более 400 мм) резуль таты измерений содержат большие погрешности;Целью изобретения является повышение точности измерейий в крупноструктурных материалах. Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов возбуждения и синхронизации, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель и отсчетное устройство с электроннолучевым индикатором, дополнительно последовательно с усилителем включены блок компенсации искажений сигнала, а параллельно электроннолучевому ттндикатору -подключен блок запоминания и воспроизведения формы сигнала.На чертеже приведена блок-схемаустройства, где изображены генератор 1 импульсов возбуждения и синхронизации,излучающий электроакустический преобразователь 2, образец 3испытываемого материала (изделия)или образцовая мера времени, приемный электроакустический преобразователь 4, блок 5 компенсации искажений сигнала, усилитель б, электроннолучевой индикатор 7, блок 8 запоминания и воспроизведения формы сигналов, отсчетное устройство 9,Устройство работает следующим образом,Генератор 1 создает импульсы возбуждения и синхронизации, первые изКоторых возбуждают преобразователь 2,ОГ"Вторые запускают отсчетное устройство 9.Преобразователь 2 создает акустические импульсы и вводит их в образец 3 испытываемого материала. Из образца 3 акустические импульсы принимаются преобразователем 4 и преобразуются им в электрические импульсы,которые подаются на вход блока 5 25компенсации искажений сигнала. Сигнал. с вйхода блока 5 усиливается усилителем б и подается на входы электроннолучевого индикатора 7, блока 8запоминания и воспроизведения, а 3такжена вход отсчетного устройства 9.При этом блок 5 не изменяет формы сигнала, пропуская его без преобразования, сигнал просматривается на экране электроннолучевого индикатора 7 35и запоминается в блоке 8. Блок запо. -минания и воспроизведения может иметьразличную реализацию, в частности,может быть использован запоминающийосциллограф, 40Отсчетное устройство 9 выдает информацию о временипрохождения сигнала в образце 3 материала в численномвиде, котораяеще не является результатом измерения, так как в этой инФормации не исключены погрешностииз-эа особенностей Формы переднегоФронта импульсов, являющихся следствием влияния структуры материала,размеров.и формы испытываемого образца (при прохождении сигнала вкрупноструктурных материалах существенно обедняется его спектр,особеннов области высших частотных составляющих, что приводит к затягиванию фронта первого вступления сигнала). з 5Чтобы Дчесть это влияние, вместо ис.пытываемого объекта 3 между преобразователями 2 и 4 устанавливают образцовую меру З,времени, времяпрохождения сигнала в которой - М из+- бОвестно с заданной точностью.Аналогично описанному выше процессупроизводится измерение временипрохождения акустического сигнала вобразцовой мере времени 3, однако в б 5 этом случае сигнал в блоке 8 не запоминается,а только просматриваетсяна экране электроннолучевого индикатора, С помощью блока 5 компенсации,представляющего собой, перестраиваемый частотный фильтр (какправило, нижних частот), формупринятого импульса корректируютдо совпадения с формой импульса, запомненного в блоке 8 при измерениис образцом 3, причем компенсации подлежит только часть импульса от момента его начала до порогового уровня(уровень срабатывания отсчетного устройства 9)После завершения компенсации снимают показание отсчетного устройства9,. в результате чего получается числовое значение М,(.Очевидно, что величина дТ =М- М есть погрешность, которуюнужйо добавить к полученной ранеевеличине для получения уточненногорезультата измерения,Строго говоря, блок 5 компенсацииискажений сигнала создает дополнительную задержку сигнала в измерительномтракте, однако эта задержка имеетсистематический характер, легко определяется заранее и исключается изрезультата измерения путем внесения соответствующей поправки.Таким образом, в заявляемом устройстве погрешность измерения по7"сравнению с известным устройствомсущественно снижается, причем выигрышв точности тем больше, чем неоднород-ней исйытываемый материал и чем силь-нее искажаются в нем сигналы,Формула изобретенияУстройство для измерения временираспространения акустических сигналов,содержащее генератор импульсов возбуждения и синхронизации излучающий и приемный электроакустическиепреобразователи, усилитель и отсчетное устройство с электроннолучевыминдикатором, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что с целью повышения точностиизмерений в крупноструктурных материалах, в него введены блок компенсации искажений сигналов и блок запоминания и воспроизведения сигнала,причем блок компенсации включен последовательно с усилителем, а блокзапоминания и воспроизведения - параллельно с электроннолучевым индикатором.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Геоакустика. Сб. под ред.Ризниченко Ю.В., М Наука,19 бб, с. 135-139,2, Технические условия ЦО2.043.013.ТУ на прибор УКП заводафЭлектроточприбор, Кишинев, 1973705400 составитель Текред О.Ан Э, Волконскийдрейко Корректор Т. кворцова тор м. ае оное атент, г. Ужгор Проект пал .ПП Рел Зак 23 Д ЦИИИПИ Го по дел ДДЗОЗ 5 МоскТир удар ам из а Ж аж б 88 твенно бретен 35 Ра Под комитета С и открытийкая наб, д