Устройство для измерения времени распространения ультразвука

1 тнн Дата опубликования оп Автор обрет Лернер, И, И. Вайншток и) Заявител ковскии автомобильно-дорожныи инстит 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКАонтрольнзвуковымованоостроиомышвре м к изобретениюности и достигаеляется устройствоени распространеодержащее послеИзобретение относится к к измерительной технике ультра методом и может быть использ для контроля иэделий в машин тельной и других отраслях пр ленности;Известно устройство для измерен мени распространения ультразвука, содержащее синхронизатор, гене ратор импульсов, излучающий и приемный акустические преобразователи усилитель, пороговые устройства, триггер длительности, генератор.за претных импульсов, схему антисовпа дений и преобразователь временного интервала в код 13.Недостатком известного устройст ва является низкая точность измере ний.Наиболее близкипо технической сущмому результату явдля измерения времния ультразвука, с О. 05. 82, Бюллетень 20 довательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и триггер, вто-, рой вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, и последовательно соединенные генератор опорной частоты, селектор и счетчик Г 2 1.Недостатком известного устройства является низкая точность измеренийтВ обусловленная задержкой распространения ультразвука в,контактных слоях смазки.Цель изобретения - повышение точности измерений времени распространения ультразвука.Поставленная цель достигается тем цто устройство снабжено последовательно соединенными приемно-излучающим преобразователем, подключенным к выходу генератора зондирующих им" пульсов, схемой совпадения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора, генерато"932274 510 нимаемых импульсов. Эти импульсыселектируются с помощью схемы 11совпадения. В режиме настройки производится калибровка генератора 12эталонного напряжения по эталоннымповерхностям. 0 рабочем режиме в схев-З 0 ме 13 сравнения производится сравнение амплитуд импульсов, поступающих от генератора 12 эталонного напряжения и от приемно-излучающегопреобразователя 10,На выходе схемы 13 сравнения формируется напряжение, пропорциональное величине шероховатвсти поверхности изделия. Это напряжение подается на формирователь 14 корректирующего напряжения, переходная характе 40ристика которого позволяет в зависимости от частоты ультразвуковых колебаний формировать напряжение, пропорциональное времени задержки ультразвука в контактных слоях. Импульсы45с триггера 6, несущие информациюо полном времени распространенииультразвука, поступают на преобразователь 17 длительность-амплитуда,на выходе которого формируется на 50 пряжение, амплитуда которого пропорциональна длительности входного импульса. На ограничитель 15 амплитудыпроизводится ограничение напряженияс выхода преобразователя 17 длительность-амплитуда на велицину сигнала с выхода формирователя 14 корректирующего напряжения. Импульсы свыхода ограничителя 15 амплитуды,3ра эталонного напряжения, схемой сравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения, формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды, преобразователем амплитуда-длительность, выход которого соединен с вторым входом селектора,и преобра" зователем длительность-амплитуда, включенным между триггером и ограничителем амплитуды.На чертеже представлена блок"схема предлагаемого устройства.1Устройство для измерения времени распространения ультразвука содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3 излучающий и приемный преобразователь 4,усилитель 5 и триггер 6, второй вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора 1, последовательно соединенные генератор 7 опорной частоты, селектор 8 и сцетчик 9, последовательно соединенные приемно-излучающий преобразователь 10, подключенный к выходу генератора 2 зондирующих импульсов, схему 11 со падения, второй вход которой соединен с третьим выходом синхрониза" тора 1, генератор 12 эталонного напряжения, схему 13 сравнения, второй вход которои соединен с выходом схемы 11 совпадения, Формирователь 14 корректирующего напряжения, второй вход которого соединен. с выходом приемного преобразователя 4, ограницитель 15 амплитуды, преобразователь 16 амплитуда-длительность, выход которого соеаинен со вторым входом селектора 8,и преобразователь 17, длительность-амплитуда, включенный между триггером 6 и ограничителем 15 амплитуды.Устройство работает следующим образом.Генератор 2 зондирующих импульсов запускаясь импульсами с выхода синхронизатора 1, возбуждает излучаю" щий преобразователь 3 и приемно"излучающий дополнительный преобразователь 10. Частота, излучающего преобраэователя 3 выбирается такой, что" бы обеспечить измерение времени рас. пространения ультразвука в контролируемом иэделии. Частота собственных колебаний приемно-излучающего 4преобразователя 10 выбирается такой, чтобы обеспечить распространение ультразвука в среде, окружающей изделие. Приемно-излучающий преобразователь 10 устанавливается над поверхностью изделия так, чтобы его акустическая ось была нормальна к поверхности изделия. Ультразвуковой импульс, воспринимаемый приемным преобразователем 4, усиливается в усилителе 5 и осуществляет сброс триггера6, запуск которого производится импульсом со второго выхода синхронизатора 1, Триггер 6 формирует интервал времени, пропорциональный суммарному времени распространения ультразвука в контактных слоях и материале изделия, Импульсы, возбуждаемые преобразователем 10, воспринимаются им после отражения от поверхности иэделия. Изменение шероховатости поверхности приводит к изменению амплитуды воспри5 9322 несущие информацию только о времени распространения ультразвука в изделии, поступают на преобразователь 16 амплитуда-длительность, С выхода преобразователя 16 амплитуда- длительность импульсы поступают на селектор 8, за время длительности которых на счетчик 9 подаются импульсы эталонной частоты с генератора 7 опорной частоты. соТаким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения времени распространения ультразвука путем автоматической коррекции результатов измерений с 15 учетом задержки в контактных слоях смазки и может быть использовано для измерений времени при деформации изделий.20формула изобретенияУстройство для измерения времени :распространения ультразвука, со держащее последовательно соединенные синхронизатор генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель и триггер, второй вход которого сое- зв динен с вторым выходом синхрониза 74 6тора, и последовательно соединенныегенератор опорной частоты, селектори счетчик, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерений,оно снабжено последовательно соединенными приемно 6излучающим преобразователем, йодключенным к выходу генератора зондирующих импульсов, схемой совпадения,второй вход которой соединен с третьим выходом синхронизатора, генератора эталонного напряжения, схемойсравнения, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения,формирователем корректирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, ограничителем амплитуды,преобразователем амплитуда-длительность, выход которого соединен с вторым входом селектора, и преобразователем длительность-амплитуда, включенным между триггером и ограничителем амплитуды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 402734, кл. С 01 Н 2900, 19712, Авторское свидетельство СССРУ 317968, кл. С 01 М 29/00, 1970932274Составитель Л, ЛущенкоРедактор Ю. Середа Техред Л. Пекарь Корректор А, Дзятко.Заказ 3761/58 Тираж 505 ПодписноеВНИрПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4