Устройство для измерения времени распространения звуковых волн в материале

.Варыпаев еразрушающе в и изделий В,Клюева. Мс. 280-28 ойство для Машинострое Спраочни шиноМи онтроя пр 76(54) УСТРОЙСТВО ДНИ РАСПРОСТРАНЕНИМАТЕРИАЛЕ(57) Изобретениенеразрушающего кметодом и можетдля контроля иэд ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН В авов и ронтов импул а в результа аспространен одится по хинке относится нтроля акус ыть использ ск анная с коов. 2 ил,е зерлии и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 819632/25-28 6.12.84 3.05.86. Бюл .А.Медведков повкин и Э.С 20.179.16(08 риборы для н ля материало /Под ред. В. роение, 1976 ов В.А, Устр чности, М.: нистых материалов с большим коэффициентом затухания звуковых волн, например углеграфитовых материалов.11 ель изобретения - повышение точности измерения времени распространениязвуковых волн в материале эа счетучета конечности крутизны фронтовакустических импульсов. Устройствосодержит ударный механизм, связанныйс ним первый электроакустический преобразователь, второй электроакустический преобразователь, счетчик иблок обработки сигналов, связанныйс электроакустическими преобразователями и счетчиком. В блоке обработкисигналов анализируется длительность измерения времени звуковых волн, свя -остью крутизнь 1 фронИзобветекке Отцо(.ится т( текцтлкетЕР 130 вЯ 10 П 1 РГС КО ТВОПГКГ ГгтеК ЬМЕ СтОМ 1 МО)(РГ С ьт т, К ггОЛЬ ( 3 В НгДЛЯ КОНТ)СЛЯ ИЗ ПРЛ,тт т, д 1 Птщ )и(. 1 ЬП ЬЯ ТЕРНПО. С 0 т .-1:Л КОЭИ)Л:"тИецток; 3 а Г л.Я" З н эдттт(СВЫг( ВО-тримев глР грягт иговьгк ь.ате ока гОВ, Цель изобрете 1 я - псвьтпенхР тсч1 0 С ти И 3 г Р ) Р НИЯ т т) РМЕ Н 5 РЯС П Р ) С т) Ят Р -.ни 51 ззуковьх В 011 П В материале заЧ Р г У Р Г Я 1(К Р т Н Г)Г И К т)У т 1 3 Н Ы ф О С Ц"; ОВ ЯкГС ТИЧР СКИХ Инт )ЛЬ СОВНа л - :пвег тавлеца (уцк;я Гтгн т=, Пал С)(Р)З гСтРСй(.тна ДЛЯ ОПРЕРЛЕттЯ ДРРМЕК:т РЯСПРССТРЯНЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОлн Б мятРГ)кале, на фиг,2 - БоетенНЬР Гни я Г 1) ЯММЬ 1, ттоя С" яОЮК Р 1 Яб 0 ГустгОйс гтзо гпя к 31 мерен 15 ВреметлРЯС .РОС ГРЯНЕНИЯ ЗВУК ОВЬГ( ВОЛН В МР ТР" риале содержит ударный механизммеханически связанный с ним злектрсяку тическтлл преобразователь 2 и Г" г тткяОЧЕГНЫй К ПОС ЛЕДНЕВУ УСИЛИТЕЛЬпоследовательно соединенные вто"- рой электроакустическкй преобразова- Г; Я е тл в Горой усилти Ге;т, 5 и сиХт)0" 1 ЛЗатор 6, СОЯд;КРКНЫй С )гпрявтяОттимгходом ударного механизма 1, четыре КОтнярятОря 7 10 ПОДКЛЮЧЕННЫЕ ПО ПВР . ВЬХОд)г Кяжд 01 С тИЛГТЕЛя 3 И 5 ) :.ерзый) и второй 12 источники опор НОГО тЯПРЯ)КЕНИЯ. ПОДКЛЮЧЕННЫЕ К Втарым входам соответс - ь;екьо первого 7 и тт)етьзгс 9, второго т и КРТВР 1)тзго 13 компяряторовг пог.т(тпоттенцые к вьгхо,тяь компяраторов 7-1 О четыре триггет)Я- 6, ВТОрЫР Вкотт, КОСОЬГХ г (ЗГЛ"гКРНЬ С СИНХРОНИЗЯТОРРМ ОПОСПегтоЗЯ тельно Сеп нечные первый элем.нт ЗИ-НЕ 17, Этетек ГЪ8 И ГГЕрьтй эпР, теу 2 И )ЕЗ второй т,теч г, ЗИ Нт 20 пОДкгоченнь=г к втоРомУ ВхСДУ элемента ИЛтг 18. второй элемент 2 И-НЕ 2. попключе 1 ьй к Выхотт)т элемРнта ЛИ 13, реверсивный счетчик 22 двтгмя сетньвв. вуг)дямт сг)единеЬьтйт .: Вьлго дами соответственно первого 9 и второго 21 элементов 2 И-НЕ, я входом Обц гтРН 11 г ВЬГ(одо СИН)(т)ОНИЗЯО6, посл"дователььо соединенные денег ря тор 2 3 ГОуль св и дели тель .".ч Ч а С ТО ТЫ, ВЫХОДЫ К СТО ВЬВ ПОДКЛЮтЕ ЬтК ПРРВЫМ 1 ХОДЯМ ООТВРТСГВСННО 11 РР"вого7 и второго .О элементаз .)И "НЕ,ПРЯМСК ВЫХСП ВтООО 50 -; г ИКРЕгСЦЫЙ Вт Г.о ЧЕтВЕртэГО 6 ГВИГГЕроЗ СОЕгИ 1:.Рпь 1 Рстде:С твен 10 с дтО)ьгм и третьим .Ходтеми второго элемента ЗИ - НЕ 20,тР 5 МОй Н ИЦВ .РСНЫй ВЬГХОДЫ тРЕтЬЕГО1 ВИГГ(гоа5 Подк,ЮЧРЬ К Вт(1)ЬГ В)0да (.00 Ветственнс первого: . к Второ 1 о 2 элементов 2 И-НЕ, я прямойвхс)т, 1 Ррного триггера 1 ) т 1:нВВсныив.гхот второго триггера 15 тодключсты 11 0 ГГРС ВР" тс К ВС 1)С;:, 1 Р тленувходам первого эт.:ента ЗИ"-НЕ 17.Удавцьгй мехацзм , може г быть Выполнен .3 виде индецтора 25 с электро;я Нк г В приволо, 26 Н",пря)к.не 15 Второго источника 12 спорно: о тапря:,.екия устанавллвяегся в два разап)РБЬцаот гт",м -Япря)кение 1".Ррдого источника 1. -.тороО нап)Яжения. Делиель 2 ас "ГОты. сстпцествляет деле " )т ние частоты.а пвя. Тригге)ы 13-16чреСтав,г,яот собой КЯ-тртгггеры, вы -полненны например на микрссхемах(15 5 П(2устройство работает следусГим об - )т )а;ЗСМ110 си: налу 27 ,1 г, 2; синхронизаГоря 6 срабатывает ударный механизмНри этом иядентор 25 ударяет поПОБ (РУНОС ГИ К ЭцТРОЛИГУЕ 00 а ТЕРИЯ ЗО 1 Я или иэделия 28 БО ";о)гу же сигнаЛУ (. ЗЫХСДа С;тНХРОНИЗЯТОРа О ОСУПЕСтгЛЯЕТСЯ СБНцГЕНБР РРВРРСИ)ВНОГО СЧЕТчика 22 и устаковкя в исходное положение триггеров 13-16 ца прямые выходы которых начинает поступать напряжение с уроВнем лО Гике ско ГО куляНа ИНВЕРСКЬХ ВЬХОДЯХ УСТаКЯВЛИВаЕтСЯ няпряжРние с урОВнем лСГкчРской еди нидь. При этом пР)вый 7 и второй 20 .г элементы 3:-НЕ и первьй эгеьект 2 И-НЕ9 ЯКРтТЫ,ВОРСй ЭЛРЬРН г 1-Г 21 открыт пля прохождения через нет"с счетньк импгльсйь на прямой вход )РВР)сивцсго (четчккя 22,,ЧРВРР ВРРМЯ , Вавког 11)гз 1;СЦИ гВКже -ния кн,гтец ГО)я 25 ДО со тпявен 1 я с т 10 Верхность-о кснтролируемогс материала 28 -; мят.р."Ягле кндентора 25 возбу,Нтся уп - .гге колебания которые буц гт г ринять 1 эл Рк трОякус тивским п)е" об)разоваГРлР) 2. Одновремецкс Возбуж - таотея уп)угие колебания в материале кг)н Грол)лрт емого изделия 28, Образу= ;.ОЗИЕС 5 ПРттп ЭТОМ ЗВУКОВЫЕ ДОЛНЫ РаС)Сст;)ЯЦЯГ)ТСЯ -. чЯТЕРИЯЛР ИЗДРЛИЯ КЧСРЕЗ ВРРМЯ Т ГРИНИМЯОТСЯ ВТОРЫМ э,т; Рк.:1)оакгстлч ским греобраз(Ватетте1 23.) 4. На Лиг,2 показаны передние фронты 29 и 30 первьех вступлений сигеалов, полученных с выходов электроакустических преобразователей 2 и 4, которые в первом приближении аппроксимираваны отрезками наклонных линий 0 Б и 0При достижении амплитуды сигнала от первого электроакустического преобразователя 2 величины 1. (точка А 1 О на фиг.2), задаваемой первым источником 11 опорного напряжения, срабатывает первый компаратор 7, первый триггер 13 устаееавливается в рабочее состояние, разрешая прохождение счет ных импульсов с частотой 2 МГц с генератора 23 импульсов через элемент ЗИ-НЕ 17 и далее через элемент ИЛИ 18 и второй элемент 2 И-НЕ 21 на прямой вход реверсивного счетчика 22 импуль сов.По достижении амплитудой сигнала величины второго опорного напряжения(точка В на фиг.2) срабатывает второй компаратор 8, второй триггер д 14 устанавливается в рабочее состояние, запрещая прохождение счетных импульсов с частотой 2 Г 1 Гц через первый элемент ЗИ-НЕ 17 и второй элемент ЗИ - НЕ 20. Так как Б,=20 из фиг,2 следует, что ).,= е, и, следовательно, счетчик 22 к моменту времени, соответствующему точке Б, набилрает число, равное времени е, + ь выраженному в мкс. 35По достижении амплитудой принятого сигнала с выхода приемника (преобразователя). 4 значения первого опорного напряжения (точка С на фиг.2) срабатывает третий компаратор 9, третий триггер 15 устанавливается в рабочее состояние, запрещая прохождение счетных импульсов на прямой вход счетчика 22 через второй элемент 2 И-НЕ 21 и разрешая прохождение счетных импульсов с частотой 1 Г;Гц через первее элемент 2 И-НЕ 19 на второй счетный вход (вход вычитания) реверсивного счетчика 22.Наконец, по достижении амплитудой 5 О принятого с вь)хола приемника (преобразователя) 4 сигнала значения второго опорного напряжения (точка Р на фиг.2) срабать)виет четвертый компаратор 10, четвсртьп триггер 16 уста навливается в р )б)чее состояние, запрещая прохожпсние счетных импульсов через э.цемент 311-НЕ 20, тем самым 041 4Остапа)и)3 ач сее г., Гак к ета е ре ульта те число имеул сое Подсчитанных реверсивным счетчиком 22, соответствует времени Т распростраьеепея звуковой волны в материале, выраженному в мкс (в периодах частоты1 Г.Гц). При поступлении следующего синхроимпульса с выхода синхронизатора 6 процесс. измерения повторяется,Изобретение обеспечивает павьпение точности измерения в условиях ееа мех, возникающих, например, за счетрассеяния акустических зоеед)руюецих импульсов на неоднородностях крупно - зернистых контра.пируемых материалов,Фарыулаизобретения устройство для измерения времени распространения звуковых волн в материале, содержащее ударный механизм,механически связанный с ним электроакустический преобразователь и подключенный к последнему усилитель, последовательно соединенные второйэлектроакустический преобразовательи второй усилитель и синхронизатор,соединенный с управляющим входомударного механизма, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьпе)ения точности измерения, оно снабженочетырьмя компараторами, подключен -ными по два к выходу кажуого усилителя, первым и вторым источниками опорного напряжения, подключенными к вторым входам соответственно первого и третьего, второго и четвертого компараторов, подключенными к выходам компараторов четырьмя триггерами, вТорые входы которых соединены с инхронизатором, последовательно соединенными первым элементом ЗИ-НЕ, элементом ИЛИ и первым элементом 2 И-НЕ, вторым элементом ЗИ-НЕ, подключенным к второму входу элемента ИЛИ, вторым элементом 2 И-НЕ, подключенным к выходу элемента ИЛИ, реверсивным счетчиком, два счетных входа которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов 2 И-НЕ, а вход обнуления - с выходом синхронизатора, последовательно сое - диненными генератором импульсов и делителем частоты, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ЗИ-НЕ, прямой выход второго и инверсный выход четвертого триггеров сое1233041 динены соответственно с вторым и третьим входами второго элемента3 И-НЕ, прямой и инверсный выходытретьего триггера подключены к вторым входам соответственно первого и Составитель Г,Максимочкинедактор Р.Цицика Техред С,Гортвай тор Л.Пилипенко 78СЙого комитета ССений и открытийаушская наб д. Зака Подпнсно/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна 2762/45 ТиражВНИИПИ Государствепо делам изобре 13035, Москва, Жвторого элементов 2 И-НЕ, а прямойвыход первого триггера и инверсныйвыхоп второго триггера подключенысоответственно к второму и третьемувходам гервого элемента 3 И - НЕ.