Устройство для измерения времени распространения ультразвука

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН П 9) (11 01 И 29/О БИБ ЛЯ:11,ПИСАНИ и У 7, с, 86 ааа 3 Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может .быть использовано для определения физико-механических характеристик строительныхконструкций. Целью изобретения является расширение объема использования за счет исключения кабельной связи между блоками излучения и приемаультразвука. В устройстве для измерения времени распространения ультразвука второй генератор зондирукнцихимпульсов возбуждает второй преобразователь. Импульс с второго генератора поступает на входы первогоблока задержки и первого блока управления. Первый блок задержки вырабатывает импульс длительностью 4 С, (С -время распространения ультразвукав протекторе преобразователя), Задний фронт импульса с первого блоказадержки запускает второй блок задержки, который вырабатывает импульсС (С - время в течение которо го угасают все многократно отраженные ультразвуковые колебания). Задний фронт импульса с второго блока задержки запускает блок измерений. В блоке измерений с задержкой Т,- -4 С +С от момента начала работыоР 3 фвсего устройства начинается формиро ванне измеряемого интервала времени. Акустический импульс, излученный вторым преобразователем в изделие, принимается первым преобразователем,с которого через второи усилитель поступает на второй временной селек тор. С выхода последнего сигнал поступает на вход третьего блока задержки, который вырабатывает импульс дли Е тельностью С з =С , задний фронт ко- Ф торого запускает йервый генератор импульсов и второй блок управления, Первый генератор зондирующих импуль сов возбуждает первый преобразователь, который излучает ультразвуковой импульс, принимаемый вторым преобразова-, телем. Далее сигнал через последовательно соединенные первый усилитель и первый временный селектор поступает на блок измерений, в котором заканчи- . вается формирование конечного интервала времени Т =-2 С +4 С +13 Р Зцу ф где С- время распространения ультразвука в контролируемом изделии, из которогоопределяется С , Зна-иц ф Чит длительность измеряемого блоком измерения временного интервала равна Т,Р ч Т-:2 С. 1 ил.12655912 Изобретение относится к измерительной технике и,может быть использовано для определения физико-механических характеристик строительныхконструкцийЦель изобретения - расширениеобъема использования за счет исключения кабельной связи между блокамиизлучения и приема.На чертеже:изображено устройство 1для измерения времени распространения ультразвука.Устройство для измерения временираспространения ультразвука содержит последовательно электроакустически соединенные первый генератор 1зондирующих импульсой, первый преобразователь 2, второй преобразователь3, первый усилитель 4 и первый временной селектор 5, первый блок 6 управления, выходом соединенный с управляющим входом первого временногоселектора 5, первый блок 7 задержки и блок 8 измерений, Устройствотакже содержит второй генератор 9зондирующих импульсов, соединенныйс входами второго преобразователя 3,первого блока 6 управления, первогоблока 7 задержки и первого усилителя 4,последовательно соединенныевторои усилитель 10, соединенный свыходом первого преобразователя 2,и второй временной селектор 11, второй блок 12 управления, соединенныйс управляющимвходом второго временного селектора 11 и второй блок 13задержки, входом соединенный с выходом первого блока 7 задержки, выходом - с первым входом блока 8 измерений.Третий блок 14 задержки вхо,цомсоединен с выходом второго временного селектора 11, выходом - с входами второго блока 12 управления ипервого генератора 1 зондирующихимпульсов, а второй вход блока 8 измерений соединен с выходом первоговременного селектора 5. Предусмотрена установка первого и второгопреобразователей 2 и 3 на поверхности контролируемого изделия 15,Устройство для измерения временираспространения ультразвука работаетследующим образом,Второй генератор 9 зондирующих импульсов вырабатывает короткий :элект-.рический импульс, который возбуждаетвторой преобразователь 3. Одновремен.но этот же импульс поступает на вход первого блока 6 управления, Врезультате первый блок 6 управлениязакрывает первый временной селектор5, который не пропускает на второй5 вход блока 8 измерений принимаемыевторым преобразователем 3 сигналымногократных отражений акустического импульса излученного в изделие15 вторым преобразователем 3. КоротО кий электрический импульс, поступивший на вход первого блока 7 задержки, запускает первый блок 7 задержки, который вырабатывает импульсдлительностью 4 С, где 1 - вре 15 мя, за которое ультразвуковой импульс проходит сквозь протектор (непоказан) первого или второго преобразователей 2 или 3, Задним фронтомвыходного импульса первого блока 720 задержки запускается второй блок 13задержки, котарый 1 вырабатывает импульс длительностью С , причем этовремя выбирается большим, чем времяугасания многократных отражений25 ультразвукового импульса, излученного в иэделие 15 вторым преобразователем 3. Времявыбирается равным 100-150 мс, так как именно заэто время заканчиваются все ревер 3 О берационные процессы в бетонах различных марок, Задний фронт импульса,снимаемого с выхода второго блока 13задержки и поданного на первый входблока 8 измерений, запускает этотблок, В результате в блоке 8 измерений с задержкой Т =41отмомента начала работы всего устройства начинается формирование изме-"ряемого интервала времени,Акустический импульс, излученныйвторым преобразователем 3 в изделие15, проходит сквозь изделие 15 и апротекторы двух пьезопреобразовате-.лей 2-"и 3 и принимается первым Рре 45 образователем 2. С выхода последнегоэлектрический сигнал поступает вовторой усилитель 10, а с него - навход второго временного селектора 11,С выхода селектора 11 сигнал идет навход третьего блока 14 задержки, который вырабатывает импульс длительностью С. (точно такой же, как иовторойблок 13 задержки). Заднийфронт импульса, сформированного третьим блоком 14 задержки, запускаетФормула изобретения Устройство для измерения времени распространения ультразвука, содержащее последовательно электроакустически соединенные первый генератор зондирующих импульсов, первый преоб разователь. второй преобразователь,первый усилитель, первый временнойселектор, первый блок управления,выходом соединенный с управляющимвходом первого временного селектора,первый блок задержки и блок измерений, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения объема использования, оно снабжено вторымгенератором зондирующих, импульсов,соединенным с входами первого блокауправления, первого блока задержки,первого усилителя и второго преобразователя, последовательно соединенными вторым усилителем, соединен ным с выходом первого преобразова-теля, и вторым временным селектором,вторым блоком управления, соединенным с управляющим входом второговременного селектора, вторым блокомзадержки, входом соединенным с выходом первого блока задержки, выходом - с первым входом блока измерений, третьим блоком задержки, вхо дом соединенным с выходом второговременного селектора, выходом - свходами второго блока управления и первого генератора зондирующих импульсов, а второй вход блока измерений соединен с выходом первого временного селектора. 3 12655в изделие 15 ультразвуковой импульс.Одновременно с этим второй блок 12управления закрывает второй времен-.ной селектор 11, который не пропускает на вход третьего блока 14 задержки сигналы с второго усилителя10, принятые первым преобразователем2 и появившиеся в результате многократных отражений в изделии 15 ультразвукового импульса, излученного 1 Опервым преобразователем 2,Акустический импульс, излученныйпервым преобразователем 2, проходитконтролируемое изделие 15, протекторы двух пьезопреобразователей 2 и 3принимается вторым преобразователем3, усиливается в первом усилителе4 и .через открытый уже к этому моменту первый временной селектор 5поступает,на второй вход блока 8измерений. В результате в последнемс задержкой Т, заканчивается формирование измеряемого интервала времени,Время задержки Т(от моментаначала работы всего устройства) вычисляется следующим образом, В результате возбуждения второго преобразователя 3 коротким электрическимимпульсом от второго генератора 9 в.изделие 15 излучается ультразвуковойимпульс, который проходит через изделие 15 за время С .Кроме того,этот импульс проходит через протекторы обоих преобразователей 2 и 3.35Значит этот ультразвуковой импульсуже задержан на время с +2 с, . Впервом преобразователе 2 этот ультразвуковой импульс преобразуется вэлектрический, проходит второй уси 40литель 10, второй временной селектор 11 и поступает в третий блок 144задержки. Задний фронт импульса, выходящего из третьего блока 14 задержки имеет (как было описано) допол-,45нительную задержку й , Значит перавый генератор 1 запускается импульсом, задержанным в общей сложностина время е +2 е +е , Этот электрический импульс с выхода первого, генератора 1 поступает на первый50преобразователь 2, который излучаетв изделие ультразвуковой импульс.Этот импульс проходит по иэделию 15и принимается вторым преобраэовате,лем 3, при этом он задерживается иавремя й +2 а . С выхода второго 91 4преобразователя 3 этот электрический импульс через первый усилитель 4 и первый временной селектор 5 поступает на второй вход блока 8 измерений и заканчивает формирование измеряемого этим блоком временного интервала. Таким образом, полное время задержки этого имупульса Т, = =2 Т +4 т +е . Значит длительностьиЬ па Зизмеряемого блоком 8 временного интервала равна=Т -Т =(21 +4 с +1)- и 3 м кон нц"59 па. 39 - (4 е +с 1 =2 епа ъ ЗЯТаким образом, измеряемый устройством, временной интервал оказывается прямо пропорциональным длительности распространения ультразвукового импульса в изделии.1265591 Составитель Г. Рыжаковацола Техред Н.Глущенко Корректор М.Пожо дакто 5 ул, Проектна Производственно-полиграфицеское предприятие жг Заказ 5653/37 ТиражВНИИПИ Государстпо делам изобре 113035, Москва,8 Подписинного комитета СССРний и открытий35, Раушская наб д. 4