Устройство для измерения длин труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС"ГИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 39 4(Я) 6 01 В 17 ЗОБРЕТ АРСТЖННЫЙ НОМИТЕТ ССС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЖРЫТ ОПИСАНИ двтадднамю(71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства форгэнергостройфф (53) 534.232(088.8)(56) 1.Авторское свидетельство СССР В 567127, кл. 6 01.В 17/00,1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЙЕРЕИИЯ ДЛИН ТРУБ, содержащее блок запуска, генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилитель, соеди- неийый с выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала, о т л ич .а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааевия точности измерейий, оно снабжено последовательно соедииенными триггером Шмитта, вход которого соединен с выходом генератора, триггером запуска, второй вход которого соединен с выходом блока запуска, триггером длительности, выход которого соединен с вторю входом усилителя и с первым входом измерителя временного интервала, и электронным ключом, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход -с входом обратимого ультразвуковогопреобразователя, первым элементомИЛИ,первый вход которого соединен свыходом блока запуска, второй вход -с выходом триггера Шмитта,выход -с вторым входом триггера длительности, последовательно соединеннымиблоком обработки, вход которого соединен с выходом усилителя, Фазовымдискриминатором, первым генераторомстроб-импульсов, элементом И и триггером остановки, выход которого соединен с вторым входом измерителявременного интервала, последовательно соединенными вторым генераторомстроб-импульсов, вход которого соединен с выходом Фазового дискриминатора, и элементом НК, выход которогосоединен с вторым входом элемента Ивторым элементом ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом второгогенератора строб-импульсов, второйвход - с выходом блока запуска,выход - с вторым входом триггера остановки, третий вход измерителя временного интервала соединен с выходомблока запуска.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длин труб.Известно устройство для измерениядлин труб, содержащее блок запуска,генератор, обратимый ультразвуковойпреобразователь, усилитель, соединенный с выходом обратимого ультразвукового преобразователя, и измеритель временного интервала Ц ,Недостатком известного .Устройства является низкая точность измерений.Цель изобретения в .повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,15что устройство для измерения длин,труб, содержащее блок запуска,.генератор, обратимый ультразвуковой преобразователь, усилителЬ, соединенныйс, выходом обратимого ультразвуковогопреобразователя, и измеритель временного интервала, снабжено последовательно соединенными триггеромШмитта, вход которого соединен с выходом генератора, триггером запуска,второй вход которого соединен с выходом блока запуска, триггеромдлительности, выход которого соединен с вторйм входом усилителя ис первым входом измерителя временного интервала, и электронным ключом, З 0второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входомобратимого ультразвукового преобразователя, первым элементом ИЛИ,.первый вход которого соединен с выходом блока запуска, второй вход -с выходом триггера Шмитта, выход -с вторым входом триггера длительности, последовательно соединеннымиблоком обработки, вход которого соединен с выходом усилителя, фазовымдискриминатором, первым генераторомстроб-импульсов, элементом И и триггером останОвки, выход которого соединен с вторым входом измерителя 45временного интервала, последовательносоединенными вторым генераторомстроб-импульсов, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора., н элементом НЕ, выход которогосоединен с вторым входом элемента И,вторым элементом ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом второгогенератора строб-импульсов, второйвход - с выходом блока запуска, выход - с вторым .входом триггера остановки, третий вход измерителя временного интервала соединен с выходомблока запуска.На фиг,1 изображена блок-схемаустройства для измерения длин труб; 60на фиг,2 - временные диаграммы устРойства,Устройство для измерения длин трубсодержит блок 1 запуска, генератор 2,обратимый ультразвуковой преобразо ватель 3, усилитель 4, соединенныйс выходом обратимого ультразвуковогопреобразователя 3, измеритель 5 временного интервала, последовательносоединенные триггер б Шмитта, входкоторого соединен с выходом генератора 2, триггер 7 запуска,второй входкоторого соединен с выходом блока1 запуска, триггер 8. длительности,выход которого соединен с вторымвходом усилителя 4 и с первым входом измерителя 5 временного интервала, и электронный ключ 9, второйвход которого соединен с выходомгенератора 2, а выход - с входомобратимого ультразвукового преобразователя З.,устройство содержиттакже элемент ИЛИ 10, первый входкоторого соединен с выходом блока 1запуска, второй вход - с выходомтриггера б Шмитта,выход - с вторымвходом трйггера 8 длительности, последовательно соединенные блок 11 обработки, вход которого соединенс выходом усилителя 4, фазовый дискриминатор 12, перевый генератор 13строб-импульсов, элемент И 14 итриггер 15 остановки, выход которогосоединен с вторым входом измерителя5 временного интервала, последовательно соединенные второй генератор16 строб-импульсов, вход которогосоединен с вйхадом фазового дискриминатора 12, н элемент НЕ 17, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента И 14, второй элемент ИЛИ 18,первый вход которого соединен с выходом второго генератора 16 строб-импульсов, второй вход - с выходомблока 1 запуска, выход - с вторымвходом триггера 15 остановки, третий вход измерителя 5 временного интервала соединен свыходом блока 1запуска. Устоойство для измерения длинтруб работает следующим обоазом.Блок 1 запуска формирует одиночный импульс 19 запуска (фиг.2),Напряжение синусоидальной формы20 с выхода генератора 2 наступаетна триггер 6 Шмитта, который преобразует его в поямоугольные импульсы 21,На триггер 7 запуска поступаютимпульсы 19 с блока 1 запуска и импуль ы 21 с выхода триггера 6 Шмитта, которые своими положительнымифронтами формируют импульс 22. Отоицательный фронт этого импульсаперебрасывает триггер 8 длительности, а возвращение его в исходное состояние производится очередным отрицательным фронтом импульсов 21 с выхода триггера 6 Шмиттачерез элемент ИЛИ 10. В результатена выходе триггера 8 длительностиформируется импульс 23, которыйуправляет электронным ключом 9, вырезая из синусоидального напряжения20, подаваемого с выхода генератора2, половину периода синусоидального напряжения 24, Этим напряжением возбуждается обратиьый Ультразвуковой преобразователь.3,Для обеспечения распространенияв трубе (не обозначена) плоской звуковой волны диапазон работы генератора 2 выбирают из условия 1О,ЯЯ,где 1 - частота электрических синусоидальных колебаний; на выходегенератора 2; М - скорость распространения звуковой волны; 3 - диаметр трубы.Импульс 23 с выхода триггера 8длительности поступает на второйвход усилителя 4 и запирает последний на время действия зондирующегоимпульса 25, С момента воздействия положительного Фронта импульса 23 с выхода триггера 8 на первый вход измерителя 5 временногоинтервала начинается процесс измерения времени распространения звука в т 1 убе, Обратимый ультразвуковой преобразователь 3 принимаетэхо-сигнал от конца трубы с абсолютно жесткой крьаакой (не обозначена). Нотом этот сигнал усиливается усилителем 4. и нормализуетсяпо амплитуде в блоке 11 обработки.Импульсы 26 с выхода блока 11 обработки поступают на Фазовый дискри-.минатор 12, который запускает второйгенератор 16 строб-импульсов в мо-мент времени е, прихода положительной полуволны импульса 26 и запускает первый генератор 13 стробимпульсов в момент времени 1 прихода отрицательной полуволны импульса. Второй генератор 16 строб-импульсов вырабатывает импульсы 27 5 длительностью Т( , а первый генератор 13 строб-импульсов вырабатывает импульс 28 длительностью Т При поступлении эхо-импульсаот стыкового соединения труб, имеющего положительную полярность первого полупериода, на выходе элемента НЕ 17 не будет импульсов. Еслипервый полупериод эхо-импульса име ет, отрицательную полярность, тоположительный Фронт импульса 29 свыхода элемента И 14 перебросит триг"гер 15 остановки, который возвращается в исходное состояние положительным Фронтом импульсов 27, свыхода второго генератора 16 стробимпульсов через второй элемент ИЛИ18Остановка измерителя 5 временного интервала производится поло жительным Фронтом импульса 29.В результате измеритель 5 временного интервала измеряет длительностьимпульса 30, соответствующую временираспространения звука в трубе,Использование устройства дляизмерения длин труб позволяет повысить точность измерений за счетвозбуждения преобразователя импульсом в виде половины периода синусоидальных колебаний и за счет выдеЗ 5 ления отрицательной Фазы эхо-сигналаот конца трубы с абсолютно жесткойкрышкой.ектор И.Иуск исно Тираж арственно изобретен осква, Жд.4/ филиал П нт, г.ужгород, ул.Проектная, 4 каз 892/33Госпо делам113035,51 Поо комитета СССй и открытий5, Рауюская н