Устройство для определения прочности бетона

ПИС ИЗОБР ОМУ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОвторо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(56) 1. Авторское свидетельство СССРИ 270318, кл, б 01 М 29/04, 1964,2, Авторское свидетельство СССРЖ 600436, клЯ 01 М 29/04, 1978,3. Авторское свидетельство СССР4,йо заявке М 3269073, кл. б 01 Й 29/О1981 (прототип),,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА, содержаее последовательно соединенные синкрониэатор, генератор зондирующих импульсов, источник и приемник излучения,и усилитель, два ригр, два формирователя, логический эпемент И, счетчик,генератор счетных импульсов и два измерительных канала, каждый из которых1 состоит из последовательно соединенных между собой логического, элемента И, счетчика и индикатора, причем генера- . тор счетных импульсов подключен к од - ним из,входов измерительных каналов, другие входы которых подключены к одному из выходов первого триггера и к выходу второго триггера, один из входов которого соединен через счетчик,с вы ходом элемента И, один из входов которого подключен к другому выходу первого триггера, входы которого соединены с синхронизатором и выходом первого формирователя, отлич щаеся тем, что, с целью пов я точности определения, оно снабж фильтрами низких и высоких частот, причем усилитель под с ключен к входам фильтров, выход альтра низкихчастот соединен с входом пер вого формирователя, выход фильтра низких частот соединен с входом второго формирователя, выход которого подключен к другому входу эпемента И,а другой вход 8го триггера соединен с другим выходом первого триггера.1 1056Изобретение относится к неразрушакщим испытаниям свойств материалов спамссцью ультразвука и может быть использовано для контроля качества продукции заводов железобетонных иэцепий 5Ъ эксплуатационного контроля возведенныхсооруженийИзвестны ультразвуковые устройствадля контроля бетона, содержащие задаюпий генератор, генератор зондирующих 1 Оимпульсов, усилитель, детектор, блокжцущей развертки, каскац совпадений,регистратор и приемоперецающий преобрвзователь Г 1и 121Недостатком данных устройств является низкая точность измерений.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для определения прочности бетона, содержащее последовательно соединенные 2 Осинхронизатор, генератор зондирующих импульсов, источник и приемник излучения, оптически связанные между собой, и усилитель, два триггера, два формирователя, логический элемент И, счетяк, генератор счетных импульсов и дна измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных между собой логического элемента И, счетчика и индикатора, причем генератор ЗО счетныз импульсов подключен к одним иэ входов измерительных каналов, другие входы которых подключены к одному из выходов первого триггера и к выходу второго триггера, один из входов которого соединен через счетчик с выходом элемента И, один из входов которого подключен к другому выходу первого триггеравходы которого соединены с синхрони-, затором и выходом первого формировате 4 О ля ГЭ.Недостатком известного устройства является недостаточная точность, что .обусповпеио отсутствием бпоков разцепе-иия информации об Упругих фи структуриых 45 свойствах среды в зоне прозвучивания.Целью изобретения является повышение точности определения прочности бетонввЗтв цель достигается тем,что устрой-5 О ство дпя определения прочности бетона, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зон 1 ирующих импульсов, источник и приемник излучения, и усилитейь, два триггера, два формиро ввтеля, логический элемент И, счетчик, генератор счетных импульсов и два измерительных канала, каждый из которых 045 21 состоит иэ последовательно. соединенныхмежду собой логического элемента И,счетчика и индикатора, причем генераторсчетных импульсов подключен к одним извходов измерительных каналов, другиевходы которых подключены к одному извыходов первого триггера и к выходувторого триггера, один из входов которого соединен через счетчик с выходомэлемента И, один иэ входов которого подипочен к другому выходу.,первого триггера,входы которого соединены с синхронизатором и выходом первого формирователяснабжено Фильтоами низких и высоких частот, причем усилитель подключен к входам фильтров, выход фильтра низких частот соединен с входом первого формирователя,.выход фильтра низких частот сое динен с входом второго формирователя,выход которого подключен к другому входуэлемента И, а другой вход второго триггера соединен с другим выходом первоготриггера,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство состоит из синхронизатора1, генератора 2 зондируккцих импульсов,Источника 3 и приемника 4 измерения,установленных на границах эоны прозвучивания изделия 5, усилителя 6, фильтра7 низких частот, первого формирователя8, первого триггера 9, измерительногоканала 10, включающего последовательносоединенные логический элемент И 11,,счетчик 12 импульсов и индикатор 13времени распространения импульсов в иэделии, генератора 14 счетных импульсов, .фильтр 15 высоких частот, второй формирователь 16, логический элемент И 17,счетчик 18, второй триггер 19, а такжеизмерительный канал 20, выполненныйаналогично первому. Устройство работает следующим образом,Синхронизатор 1 вырабатывает периодически следующие короткие импульсы синхронизации, которые запускают генератор 2 зондирукицих импульсов, устанавливают триггер 9 в состояние ф 1 ф. Выходные сигналы генератора 2 преобра зуются в широкополосные ультразвуковые импульсы и вводятся в контролируемое изделие 5 В результате взаимодействия со средой, прошедшие зону контроля импульсы имеют задержку Ьо времени относительно момента посылки, а также измененный спектральный состав. При этом длинновопновые компоненты принятого3 1056045 4к качеству структуры среды. Врезультате дальнейшей обработке подвергаетсятолько часть спектра сигнала, котораязависит от структурных характеристиксреды, Этот сигнал через второй формирователь 16, аналогичный первому 8,поступает на вход элемента И 17, управляемого по второму входу потенциаломинверсного выхода триггера 9. В моментокончания цикла измерения времени распространения сигнала триггер 9 переходит в нулевое состояние и на его инверсном выходе появляется единичныйпотенциал, открывающий элемент И 17.В результате через элемент И 17 иавход счетчика 18 начинают поступатьвыходные импульсы от формирователя 16.Как только число этих импульсов достигнет заданного значения (объем памяти2 О счетчика),на выходе счетчика 18 появится импульс, который попадает на вход фОф триггера 19, единичное состояние,которого устанавпивается в момент перехода триггера 9 в нулевоесостояние потенпиалом инверсного выхода. В результате на управляюшай вход второго измерительного канала 20 в течение заданного числа переходов сигнала.через нулевое значение будет подаваться единичный потенциал, разрешакяций накоплениесчетных импульсов генератора 14 в соответствующем счетчике каиапа . 20.Результат счета индуцируется на табиоиндикатора канала 20, Этот результат независит от упругих свойств среды, ацопностью определяется структурнымихарактеристиками, Бпагодаря этому иэанализа исключается неизменяющаясяобласть спектра - низкочастотная, увеличивается чувствительность и разрешающая способность устройства ао отношению к качеству структуры. сигнала имеют задержку, определяемуюисключительно упругими свойствами сре-ды, а на задержке коротковолновых компонент дополнительно сказывается качество структуры среды; микротрешины, различные дефекты и т.п. Кроме того, можно разделить вльлние упругих и структурных свойств среды на затухание низкои высокочастотных компонент: наибольшие изменения спектральной плотности 1 Опринятого сигнала набпюдаются в высокочастотной области его спектра. Изменения спектрального состава проявляются визменениях среднего периода принятогосигнала. Принятые импульсы 4 преобра:.эуются в эпектрические сигналы, усиливаются в усилителе 6 и подаются навходы фильтров 7 и 15 низких и высокихчастот. фильтр 7 низких частот исключает иэ спектра принятого сигнала высокочастотные компоненты, на задержке которых сказывается качество структуры среды. В результате этого дальнейшей обработке подвергается сигнал, иа параметры которого оказали впияние топько упругие свойства материале. Этот сигнал поступает на вход первого формирователя 8, в котором осуществляется дискримина-З ция по моментам перехода сигнала через нулевое значение. В эти моменты на выходе формирователя 8 поязляются короткие электрические импульсы, первый иэ которых переводит триггер 9 в нупевое35 состояние.Поскольку в момент посылки зондирующего импульса триггер 9 по входу установки ф 1 ф синхроимпульсом был установлен в единичное состояние, то с его прямого выхода до момента прихода первого импульса от формирователя 8 на первый вход измерительного канала 10 подавался единичный потенциал. Поэтому элемент И 11 этого канала пропускал счетные импульсы от. генератора 14 на вход счетчика 12. В, момент прихода с игнала в точку приема триггер 9 певодится в нулевое состояние, вследвие чего элемент И 11 измеритель-, ного канала 10 закрывается, и счет импульсов в счетчике 12 прекращается. Результат счета представляется на индикаторе 13. В силу изложенного на результате счета качество структуры среды не сказывается.фильтр 15 высоких частот исключает из спектра принятого сигнала низкочастотные компоненты, не чувствительные Таким образом, устройство позволяет измерить время распространения длинно- волновых компонент спектра, зависящее ,исключительно от упругих свойств среды, й длительностьзаданного числа полупериодов колебания, сформированного .высокочастотными компонентаии принятого сигнала, затухание которых определяется структурными свойствами,При известной базе 0 прозвучивания по этим данным можно определить скорость С распространения упругих колебаний в материале и с помощью уравнения регрессииР щ а.БС+в ьТ+д,йСТ+РО (1)/35, Тираж,873ВНИИПИ Государственного качитепо делам изобретений и1035, Москва, Ж, Рауш ПодписноеССР рытийя наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г жгород 5 1056045Фегде ЛС= С- С,; йТ=Т- То , Т= , тики результатов проэвучивания с пой, Ь, д коеффкпиенты регрессии; 1 мощью конкретных преобразователей серииГаа; образцов, принятых за эталон материалаиндекс. фон относится к номиналь- контролируемого изделия. ным значениям величины С и Т; 5 Предлагаемое устройство позволяет получить значение прочности Р матерна- повысить. точность контроля за счет раэла, Конкретные значения величин СТо,деления инфармапни, содержащейся в Рое а, а и д находят перед проведейием:принятом сигнале, и увеличения чувствипроизводственного контроля путем обра- тельности среднего периода по отиащению ботки методами математической статис- О к качеству структуры среды.