Устройство для определения процентного отклонения скорости ультразвука

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1 01 И 29/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ Е 25 обретение относится к неразму контролю и может быть исано для определения функциозависящих от скорости прохожльтразвука характеристик разсред. Целью изобретенйя являвышение информативности изме- а счет определения процентноонения скорости ультразвука онного значения. Особенность рушающпольз альноенияличныхтся п рения го от от эт сле устроиства заключается Вначале ультразвуковые возбуждают в контролиру о сигналам генератора т ульсов, а формируемые и емени их прохождения в де заполняют счетными им работы м дующемпульсысредевых им й акт тер- казан валыной с, Бюл. У 18анов16 (088. 8)е свидетельство СССРС 01 И 29/04, 1975свидетельство СССРС 01 Н 29/00, 1979.свидетельство СССРС 01 И 29/00, 1979,ВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРО - ОНЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАсами с частотой 1 посредством элемента И и через элемент ИЛИ подают на суммирующий вход реверсивного счетчика до достижения в нем наперед заданного числа 10 в целой степени. Одновременно в другом реверсивном счетчике подсчитывают число необходимых возбуждений ультразвуковых импульсов в этой .средеЗатем столько же раз возбуждают "уЛьтразвуковые импульсы в эталонной среде, аналогичным образом заполняют счетными импульсами интервалы времени их прохождения в этой среде и подают на вычитающий вход реоверсивного счетчика. По разности между числами счетных импульсов, заполнивших интервалы времени прохождения ультраэвукав контролируемом и эталонном каналах, и установки запятой на индикаторе впереди двух младших разрядов определяют процентное отклонение скорости ультразвука, что дает лучшее представление о качестве контролируемого изделия или об отклонении технологического режима. Выбором значения степени числа 10 обеспечивают необходимое число значащих разрядов и точность измерений. Знак результата формируется триггером знака. По сигналу,"Пуск" он выдает знак минус, а по сигналу 1 Заем" с реверсивного счетчика - знак люс . 1 ил.1 1231Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения функционально зависящих от скорости прохождения ультразвука характеристик различных, сред.Целью изобретения является повышение информативности измерения за счет определения процентного отклонения скорости ультразвука от номинального 1 О значения.На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит контролируемый и эталонный каналы 1 и 2, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 3 зондирующих импульсов, излучателя 4, приемника 5 и формирователя 6 временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 зондирующих импульсов, реверсивный счетчик 7, первый логический элемент И 8, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 7, второй логический элемент И 9, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, генератор 10 счетных импульсов и цифровой индикатор 11, второй реверсивный счетчик 12, информационные выходы которого соединены с цифровым индикатором 11, последовательно соединенные первый триггер 13, В.-вход которого соединен с выходомЗаемн второго реверсивного счетчика 12, и третий логический элемент И 14, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика 12, последовательно соединенные четвертый логический элемент И 15, первый вход которого соединен с.вторым входом третьего логического элемента И 14 и с выходом формирователя б временных интервалов эталонного канала 2, второй вход - со знаковым входом цифрового индикатора и Я-выходом первого триггера 13, и логический элемент ИЛИ 16, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика 12, пятый логический элемент И 1, первый вход которого соединен с третьими входами третьего и четвертого логических элементов И 14 и 15 и с выходом генератора 10 счетных импульсов, второй вход - с выходом Формирователя б временных интервалов контролируемого канала. 1, генератор 18 так 4512товых импульсов, выход которого соединен с входами первого и второго логических элементов И 8 и 9, второйтриггер 19, Ц-выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И 9, а К-вход - с выходом лЗаем" первого реверсивного счетчика 7, и третий триггер 20, Ч-выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И 8,а К-вход - с Я-входом второго триггера 19 и с выходом "Перенос" второго реверсивного счетчика 7. Выходыпервого и второго логических элемен 15 тов И 8 и 9 соединены с входами генераторов 3 зондирующих импульсов контролируемого и эталонного каналов 1и 2. На 5-входы первого и третьеготриггеров 13 и 20 и К-вход второго20 реверсивного счетчика 12 поступаетсигнал Пуск",Устройство работает следующим образом.Импульс "Пуск", формируемый в начале измерения от кнопочного переключателя или внешнего запуска, обнуляет реверсивный счетчик 12 и устанавливает Я-выходы триггеров 13 и 20 в 30единичное состояние. Сигнал с Я-выхода триггера 20 открывает элементИ 8, через него проходят тактовыеимпульсы генератора 18, которые поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 и вход контролируемого канала. Счетчик 7 в режимесложения подсчитывает число тактовыхимпульсов, прошедшИх через элементИ 8 на вход контролируемого канала 1.Каждый тактовый импульс генератора 18, прошедший через элемент И 8,начиная с первого, производит запускгенератора 3 зондирующих импульсовконтролируемого канала 1. Выходнойимпульс генератора 3 зондирующих импульсов возбуждает излучатель 4 иодновременно поступает на второйвход формирователя 6 временных интервало:в как старт-импульс. В результатеизлучатель 4 возбуждает,ультразвуковой импульс в контролируемой среде,а на выходе Формирователя 6 Формируется начало прямоугольного импульса.Ул 6"граз:вуковой импульс, распростра -няясь в этой среде, доходит до приемф ника 5 и последним преобразуется вэлектрический импульс, Зтот электрический импульс поступает на первыйвход Формирователя б как стоп-им1,Т = - к Ч фк 10 з 1231 пульс, и на его выходе формируется конец прямоугольного импульса. В этом случае Формирователь 6 контролируемого канала 1 от каждого тактового импульса генератора 18 вырабатывает прямоугольный импульс с длитель- ностью 451число, пропорциональное отклонениюскорости ультразвукаИ = шТ й- шТ Г = 10 (2)мст к э Ч. Однако результат измерения с учетом состояния Я-выхода триггера 13,определяющего знак отклонения скорости ультразвука (единичное состояниесоответствует знаку плюс), представляется со знаком минус, т.е, где Е - базовое расстояние прохождения ультразвукового импульса в контролируемой и эталонной средах;Ч - скорость распространения ульктразвукового импульса в контролируемой среде,Каждый интервал Т в элементе И 1720 заполняется счетными импульсами генератора 10 следующих с частотой Г.Результат Ткй каждого заполнения, пройдя через элемент ИЛИ 16, записывается в счетчик 12 в режиме сложения25 Формирование прямоугольных импульсов с длительностью Т в контролируемом канале 1 и подсчет суммарного числа счетных импульсов, заполнивших интервалы Т, продолжаются до записи в счетчик 12 числа 10 , где М - целоемчисло, определяющее цену младшего разряда. При этом, с выхода "Перенос" счетчика 12 сигнал подается на К-вход триггера 20 и Б-вход триггера 19.Триггер 20 устанавливается в нулевое 35 состояние и запрещает формирование интервалов Т в контролируемом канале 1 и подсчет их числа в счетчике 7. Число сформированных импульсов в контролируемом канале 1 определяется соотношением10 ф Ч 10 мШ (1)ТГ 1.ЕТриггер 19 по сигналу "Перенос" со 45 счетчика 12 устанавливается в единичное состояние и разрешает формирование в эталонном канале 2 интерваловЕТ = -- где Ч - скорость распросэ Чэ 50этранения ультразвука в эталонной среде. При этом в эталонном канале 2 также формируются ш интервалов Тэ, которые после заполнения счетнымй импульсами в элементе И 14 поступают 55 на вычитающий вход счетчика 12.При ЧЧ после измерения в счетчике 12 записывается положительноеИ = шТ Е - тТ К = 10-- . (4)Я Чк- Чэс кЧэ Поскольку при окончании измерения состояние Я-выхода триггера 13 соответствует знаку плюс, то результат измерения равен Исг Чк- Чэ Л Чк+ ------ = + (5) 10 Ч Ч Для представления результата в процентах запятая в индикаторе 11 переключается на (ь - 2) разряда, тогда Юсг ьЧк М = -= --- - 1007. 10 ф Ч з(6) Следовательно, результат.определения процентного отклонения скорости ультразвука фиксируется в виде целого числа импульсов, записанных в счетчик 12. Точность и вес младшего разряда 10" Ч, Ч,При Чк) Ч знак результата измерения формируется следующим образом. В начале аналогично вышеописанному производится вычитание числа счетных им,пульсов, прошедших через элемент И 14, с содержимого счетчика 12. В течение какого-то 1-го интервала Тэ содержимое счетчика 12 становится равны нулю. На его ВК-выходе вырабатывает сигнал "Заем", который, воздей ствуя на К-вход триггера 13, устанавливает на его Ц-выходе состояние "1". Закрывается элемент И 14, открывается элемент И 15. Тогда остаток счетных импульсов, заполняющих д-й интервал Тэ, и счетные импульсы, заполняющие последующие (ш - х) интервалов Тз, проходят через элемент И 15 и элемент ИЛИ 16 на счетчик 12. Последний с нуля в режиме сложения подсчитывает входные импульсы. В конце измерения в счетчике запишется положительное число20 5 1231 результата измерения определяются выбором числа.Таким образом, применение второго реверсивного счетчика и трех триггеров в сочетании с логическими элемен 5 тами И и ИЛИ позволяет определить процентное отклонение скорости ультразвука от эталонного значения, что дает лучшее представление о качестве контролируемого изделия или об отклонении технологического режима, Кроме того, обеспечивается необходимая точность измерения выбором значения степени числа 10. 15Формула изобретения Устройство для определения процентного отклонения скорости ультразвука, содержащее контролируемый и эталонный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, излучателя, предназначенного для взаимодействия соответственно с контро лируемой и эталонной средами, приемника и формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен 1 с выходом генератора зондирующих импульсов, реверсивный счетчик, первый 30логический элемент И, выход которогосоединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, второй логическийэлемент И, выход которого соединен свычитающим входом реверсивного счетчика, генератор счетных импульсов ицифровой индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения информативности измерения, оно снабжено вторым реверсивным счетчиком, ин- щформационные выходы которого соединены с цифровым индикатором, последовательно соединенными первым триггером,451 бК-вход которого соединен с выходом"Заем" второго реверсивного счетчика,и третьим логическим элементом И, выход которого соединен с вычитающимвходом второго реверсивного счетчика, последовательно соединенными четвертым логическим элементом И, первыйвход которого соединен с вторым входом третьего логического элемента Ии с выходом формирователя временныхинтервалов эталонного канала, второйвход - со знаковым входом цифровогоиндикатора и Я-выходом первого триггера, и логическим элементом ИЛИ, выход которого соединен с суммирующимвходом второго реверсивного счетчика,пятым логическим элементом И, первыйвход которого соединен с третьимивходами третьего и четвертого логи-ческих элементов И и с выходом генератора счетных импульсов, второйвход - с выходом формирователя временных интервалов контролируемого канала, генератором тактовых импульсов,выход которого соединен с входамипервого и второго логических элементов И, вторым триггером, Я-выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И, а К-входс выходом "Заем" первого реверсивного счетчика, и третьим триггером,Ц-выход которого соединен с вторымвходом первого логического элементаИ, а К-вход - с Я-входом второготриггера и с выходом "Перенос" второго реверсивного счетчика, выходы первого и второго логических элементовИ соединены с входами генераторовзондирующих импульсов контролируемого и эталонного каналов соответственно, а на Б-входы первого и третьеготриггеров и К-вход второго реверсивного счетчика поступает сигналПуск".Реда аказ 2559 НИИПИ 3035 Тираж 78 осударственнолам изобретен Москва, Ж,Производственно-полиграфическое Подписное комитета СССР и открытий аушская наб., д. 4/5