Устройство для измерения времени распространения ультразвука в материале

.А.Мариян 8. 8)етельство СССР И 29/04, 1967. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛЕ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано при нераэрушающемконтроле качества иэделий иэ твердеющих материалов, в частности бетона.Цель изобретения - повышение точности измерений эа счет учета изменениявлажности материала. Устройство содержит синхронизатор 1, тактовый распределитель 2, генератор 3 зондирующих импульсов, генератор 4 синусоидальных колебаний, коммутатор 5, излучающий преобразователь 6, приемный преобразователь 7, усилитель 8, формирователь 9 временных интервалов, временной селектор 1 О, регулируемую линию 11; задержки, измеритель 12 разности фаэ, преобразователь 13 разность фаэ - временной интервал, дополнительный временной селектор 14, генератор 15 счетных импульсов, реверсивный счетчик 16, индикатор 17. При помощи генератора 3 импульсов и формирователя 9 временных интервалов измеряется время распространения ультразвука в материале, при помощи генератора 4 колебаний, регулируемой линии 11 задержки, измерителя 12 раз ности фазы, преобразователя 3 формируется импульс, длительность которого пропорциональна влажности материала.На реверсивном счетчике 16 за счет сигналов с временных селекторов 10 и 14 формируется код, соответствующий времени распространения ультразвука с поправкой на влажность ма ф териала. 2 ил. СлИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при нераэрушающем контроле качества изделий из твердеющих материалов, в частности бетона.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет учета изменения влажности материала.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и 5 тактовый распределитель 2, генератор 3 зондирующих импульсов, генератор 4 синусоидальных колебаний, коммутатор 5, излучающий преобразователь 6, последовательно соединенные приемный 20 преобразователь 7 и усилитель 8, последовательно соединенные формирова тель 9 временных интервалов и временной селектор 10, последовательно сое- . диненные регулируемую линию 11 за держки, измеритель 12 разности фаэ, преобразователь 13 разность фаз временной интервал и дополнительный временной селектор 1 4, генератор 15 счетных импульсов и последовательно 30 соединенные реверсивный счетчик 6 и индикатор 17; На фиг. 1 также изображен участок 1 8 исследуемого материала, на котором установлены излучающий 6 и приемный 7 преобразовате 35 ли. Первый и второй выходы тактового распределителя 2 связаны соответственно с входом установки нуля реверсивного счетчика 16 и вторым входом индикатора 17, третий выход тактово го распределителя 2 подключен к входу генератора 3 зондирующих импульсов и к третьему входу коммутатора 5, четвертый выход тактового распределителя 2 соединен с входом генератора 4 колебаний и с четвертым входом коммутатора 5, выход генератора 3 импульсов связан с вторым входом коммутатора 5 и с первым входом формирователя 9 временных интервалов, выход генератора 4 колебаний подключен кпятому входу коммутатора 5 и к входу линии 11 задержки. Первый выход коммутатора 5 соединен с излучающим преобразователем 6, второй выход - с вторым входом формирователя 9 временных интервалов, третий выход - с вторым входом измерителя 1 2 разности фаз. Выход генератора 15 счетных импульсов подключен к вторым входамвременного селектора 10 и дополнительного временного селектора 14,выходы которых соединены, соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 16,Устройство работает следующим образом.Преобразователи 6 и 7 устанавливают на участок 18 исследуемого материала и включают синхронизатор 1,импульсы которого поступают на тактовый распределитель 2 (фиг, 2 а), Последний из каждых четырех импульсовпоследовательно формирует короткиеположительные импульсы и распределяет их по выходам. Импульс с первоговыхода поступает на вход установкинуля реверсивного счетчика 16(фиг. 2 б), в котором на выходе устанавливается нулевое состояние.Импульс с третьего выхода тактово"го распределителя 2 (фиг, 2 в) поступает на вход. генератора 3 зондирующих импульсов и на третий вход коммутатора 5, пеРеводя последний в состояние, при котором происходит подключение излучающего преобразователя6 к выходу генератора 3 зондирующихимпульсов, выхода усилителя 8 - квторому входу формирователя 9 временного интервала, первый вход которогосоединен с выходом генератора 3 зондирующих импульсовГенератор 3 зондирующих импульсовпод воздействием импульса с третьеговыхода тактового распределителя 2 вырабатывает импульс пилообразной формы (фиг. 2 е), поступающий на второйвход коммутатора 5, под воздействиемкоторого излучающий преобразователь6 излучает в материал 18 затухающиеультразвуковые колебания. Последние,пройдя через материал, воспринимаются приемным преобразователем 7, преобразуются в электрические колебания,усиливаются усилителем 8 и через ком-.мутатор 5 поступают на второй входформирователя 9 временного интервала(фиг. 2 э), на первый вход которогопоступает импульс с выхода генератора 3 зондирующих импульсов. Под воздействием этого импульса и первогополупериода принятых колебаний на вы-.ходе формирователя 9 формируется положительный импульс, длительностьюравный времени распространения ультразвуковых колебаний в материалераспространения ультразвука в материале,. содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, последовачтельно соединенные приемный преобра"зователь и усилитель, последовательно соединенные формирователь временных интервалов, временной селектор,реверсивный счетчик и индикатор, коммутатор, первый выход которого подключен к излучающему преобразователю, второй выход соединен с первымвходом формирователя временных интервалов, и генератор счетных импульсов,выход которого подключен к второмувходу временного селектора, второйвход формирователя временных интервалов соединен с выходом генераторазондирующих импульсов, выход усилителя подключен к первому входу коммутатора, выход генератора зондирующихимпульсов подключен к второму входукоммутатора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет учета изменения влажности материала, оно снабжено тактовым распределителем, первый выход которого соединен с входомустановки нуля реверсивного счетчика,3145686(фиг. 2 л). Этот импульс поступает напервый вход временного селектора 10,на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 15 счет 5ных импульсов. С выхода временногоселектора 10 пакет счетных импульсовпоступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 16, на выходе которого устанавливается код, соответствующий времени распространения ультразвуковых колебаний в изделии,С четвертого выхода тактового распределителя 2 импульс (фиг. 2 г) поступает на вход генератора 4 синусоидальных колебаний и на четвертый вход.коммутатора 5, переводя последний всостояние, при котором происходитподключение излучающего преобразователя 6 к выходу генератора 4 колебаний, выхода усилителя 8 - к второмувходу измерителя 12 разности фаэ,первый вход которого соединен с выходом регулируемой линии 11 задержки. 25Генератор 4 колебаний под воздействием импульса с четвертого выходатактового распределителя 2 вырабатывает синусоидальные. колебания(фиг. 2 ж), поступащцие на пятый вход 30коммутатора 5 и вход регулируемой линии 1 задержки. Под воздействиемэтих колебаний излучающий преобразователь 6 излучает в материал 18 ультразвуковые колебания, которые, пройдя 3через материал, воспринимаются приемным преобразователем 7, преобразуются в электрические, усиливаются усилителем 8 и через коммутатор 5 поступают на второй вход измерителя 12 фаз 40(фиг. 2 к), на первый вход которого;поступают прошедшие линию 11 задержки (фиг. 2 и) колебания с выхода ге-нератора 4 колебаний (фиг. 2 ж). Линия 11 задержки задерживает колеба бния генератора 4 колебаний на время,соответствующее времени распространения ультразвуковых колебаний в изделии при его нулевой влажности. Таким образом, измеритель 12 разности б 0фаз измеряют разность фаз колебаний,прошедших через "сухое" и "влажное"изделия, на его выходе формируетсянапряжение, пропорциональное влажности контролируемого изделия, которое поступает на вход преобразователя 13 разность фаз - временной интервал. Последний преобразует этонапряжение в импульс . длительностью,84зависящейот влажности изделия (фиг, 2 м). Этот импульс поступает на первый вход дополнительного временного селектора 14, на второй вход которого поступают импульсы с выхода генератора 15 счетных импульсов. С выхода дополнительного временного селектора 14 пакет счетных импульсов, равный длительности импульса на выходе преобразователя 13, поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, в результате чего на его выходе устанавливается код, соответствующий разности времени распространения ультразвуковых колебаний в изделии и длительности импульса, зависящего от влажности изделия, таким образом обеспечивается поправка кода. С второго выхода тактового распределителя 2 импульс (фиг. 2 д) поступает на управляющий вход индикатора 17 и обеспечивает подключение посцеднего к выходу реверсивного счетчика 16 и индикацию результата измерений. формула изобретения Устройство для измерения времениЗаказ 7547/43ВНИИПИ Государс Тираж 788 Подписноем и открытиям при ГКНТ СССР наб., д, 4/5 иэобретени Раушская е н но го комитета по 13035, Москва, Жграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Производственно-и 5456868 6второй выход соединен с вторым вхо- второй вход которого подключен к выдом индикатора, третий выход подклю- ходу генератора счетных импульсов,чен к входу генератора зондирующих выход соединен с вычитающим входомимпульсов и третьему входу коммутато- реверсивного .счетчика четвертый вы 51ра, и последовательно соединенными ход тактового распределителя связангенератором синусоидальных колеба- с входом генератора синусоидапьныхний, р егулируе мой линией з аде ржки, колебаний и с четвертым входом комиэмерителем разности фаз, второй вход мутатора, пятый вход которого подклюкоторого подключен к третьему выходу 1 О чен к выходу генератора синусоидаль-коммутатора, преобразователем раз- ных колебаний, а синхронизатор подность фаз - временной интервал и до- ключен к входу тактового распределиполнительным временным селектором,теля,