SU1179208A1 - Ультразвуковое импульсное устройство дл контрол материалов - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее синхронизатор, передающий и приемные преобразователи, усилитель , преобразователь временного интервала , линию задержки, генератор опорных импульсов и счетчик, отличающеес  тем,что,с целью повышени  помехоустойчивости и точности, оно снабжено двум  логическими схемами И, последовательно соединенными дес тичным счетчиком и одновибратором, генератором высокой частоты, резонансным фильтром, блоком автоматической регулировки усилени , последовательно соединенными диодным детектором и компаратором-ограничителем и индикатором , синхронизатор подключен к первому входу первой логической схемы И, выход одновибратора соединен соответственно с первым и вторым входами счетчика и первой логической схемы И, выход которой соединен с входами дес тичного счетчика и линии задержки , генератор высокой частоты включен между выходом первой логической схемы И и входом передающего преобразовател , резонансный фильтр включен между выходом приемного преобразовател  и первым входом усилител , блок автоматической регулировки уси (Л лени  включен между выходом линии задержки и вторым входом усилител , выход которого подключен к входу диодного детектора, первый и второй входы формировател  временных интервалов соединены соответственно с выходами компаратора-ограничител  и линии задержки, а выход его - с первым входом второй логической схемы И, м второй вход которой соединен с выхог дом генератора опорных импульс ов, второй вход счетчика соединен с выходом второй логической схемы И, а выход - с индикатором.

Description

11 Изобретение относитс  к области неразрушающих испытаний материалов и может быть использовано дл  контрол  качества строительных и других материалов., Цель изобретени  - повьшение помехоустойчивости и точности контрол  На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - времен ные диаграммы, по сн ющие работу уст ройства. Устройство содержит синхронизатор 1, первую логическу о схему 2 И, однрвибратор 3, дес тичный счетчик 4, генератор 5 высокой частоты, линию 6 задержки, передающий преобразователь 7, приемный преобразователь 8, резонансный фильтр 9, усилитель 10, блок 11 автоматической регулировки усилени , диодный детектор 12, компаратор-ограничитель 13, формирователь 14 временных интервалов, вторую логическую схему 15 И, генератор 16 опорных импульсов, счетчик 17, индикатор 18. Выход синхронизатора 1 соединен с первым входом первой логической сх мь1 2 И, а выход ее - с входами дес тичного счетчика 4, генератора 5 высокой частоты и линии 6 задержки, выход одновибратора 3 подключен к второму входу первой логической схемы 2 И и первому входу счетчика 17, а его вход соединен с выходом дес тичного счетчика 4, выход,генератора 5 высокой частоты подключен к входу .передающего преобразовател  7, выход приемного преобразовател  8 подключен к входу резонансного фильтра 9, последовательно соединенного с усили телем 10, а выход последнего подключен к последовательно соединенным ди одному детектору 12, компаратору-ограничителю 13, формирователю 14 временных интервалов, второй логической схеме 15 И, счетчику 17 и индикатору 18, Блок 11 автоматической регулиров ки усилени  включен между выходом ли нии 6 задержки и вторым входом усили тел  10, выход генератора 16 опорных импульсов подключен к второму входу логической схемы 15 И. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии, цо начала и мерений, синхронизатор 1 вырабатывает пр моугольные импульсы, которые п 8 ступают на первый вход первой логической схемь 2 И. На выходе од новибратора 3 присутствует высокий уровень сигнала, который поступает на первый вход счетчика 17, разреша  счет импульсов, поступивших на его второй (счетный) вход, а также на второй вход первой логической схемы 2 И, разреша  прохождение импульсов синхронизатора 1 на входы дес тичного счет-чика 4, генератора 5 высокой частоты и линии 6 задержки. Генератор 5 высокой частоты производит заполнение сигналов синхронизатора 1 импульсами высокой частоты, которые поступают на пер дающий преобразователь 7. После поступлени  дес ти импульсов синхронизатора 1 на вход дес тичного счетчика 4 на его выходе вырабатываетс  импульс, положительным перепадом которого одновибратор 3 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Низкий уровень сигнала с выхода одновибратора 3 поступает на второй вход первой логической схемы 2 И и закрывает ее. Через некоторое врем , определ емое внутренними параметрами, одновибратор 3 возвратитс  в исходное состо ние и на его выходе .вырабатываетс  высокий уровень сигнала, который поступает на второй вход первой логической схемы 2 И, и снова разрешит прохождение дес ти импульсов синхронизатора 1. Задержанные импульсы синхронизатора 1 с выхода линии 6 задержки поступают на второй вход формировател  14 временных интервалов, который передним фронтом первого импульса устанавливаетс  в единичное Состо ние, а также на вход блока 11 автоматической регулировки усилени  (АРУ),.После ц1ий измен ет коэффициент усилени  усилител  10 таким образом, что в момент поступлени  переднего фронта задержанного импульса синхронизатора 1 на вход блока 11 автоматической регулировки усилени  он равен нулю, затем достигает максимума на интервале между двум  соседними импульсами , далее резко уменьшаетс  и к приходу переднего фронта следующего задержанного импульса синхронизатора 1 снова становитс  равным нулю. На приемный преобразователь 8 сигналы не поступают, на выходе резонансного фильтра 9, усилител  10, диодного детектора 12, компаратора-огра3

ничит;ел  13 сигнал равен нулю. Формирователь 14 временных интервалов продолжает оставатьс  в единичном состо нии, высокий уровень сигнала с его выхода поступает на первый вход второй логической схемы 15 И, разреша  прохождение импульсов с генератора 16 опорных импульсов на второй (счетный) вход счетчика 17. Последний считает импульсы, поступившие на его счетный вход за врем , прошедшее от переднего фронта первого задержанного импульса синхронизатора 1 до момента по влени  заднего фронта дес тичного импульса синхронизатора 1 (т.е.до момента установки в нулевое состо ние одновибратора 3). После по влени  сигнала низкого уровн  на выходе одновибратора 3 счетчик 17 перестает считать импульсы,а его показание высвечиваетс  на индикаторе 18. При возврате одновибратора 3 в исходное состо ние положительным перепадом, выработанным на его выходе счетчик 17.сбрасываетс  в нуль.

Перед началом измерений производитс  калибровка устройства.

Калибровка осуществл етс  следующим образом. Передающий и приемный преобразователи 7 и 8 плотно прижимаютс  друг к другу, при этом, поскольку зазор между ними равен нулю , показание счетчика 17, высвечиваемое на индикаторе 18, должно быть равно нулю,- Однако вследствие задержки при распространении сигнала в блоках устройства этого не происходит . В этих случа х с помощью рагу лируемой линии 6. задержки выставл етс  нулевое показание счетчика 17 и таким образом компенсируютс  указднные задержки при прохождении сигнала в устройстве. . .

При измерении образца испытуемого материала передающий и приемный преобразователи 7 и 8 прикладываютс  к образцу и плотно прижимаютс . Синхронизатор 1 вырабатывает пр моугольные импульсы (фиг. 2, врем ,и- на  диаграмма 19), поступающие на первый вход первой логической схемы .2 И. Поскольку на второй вход послед ней поступает высокий уровень сигнала , то импульсы синхронизатора 1 с выхода первой логической схемы 2 И поступают на вход дес тичного счетчика 4, на вход генератора 5 высокой

792084

частоты, а также на вход регулируемой- линии 6 задержкио С выхода последней задержанные импульсы синхронизатора 1 (фиг. 2, временна  диаграмма 22) поступают на вход блока 11 автоматической регулировки усилени , а также на второй вход формировател  14 временных интервалов и передним фронтом устанавливают его в

10 единичное состо ние (фиг. 2, временна  диаграмма 29). Генератор 5 высокой частоты производит заполнение сигналов синхронизатора 1 импульсами высокой частоты (фиг. 2, времен-

f5 на  диаграмма 23), которые поступают на передающий преобразователь 7, и, пройд  через исследуемый материал , на приемный преобразователь 8. Заполнение синхронизатора 1 импульсами высокой частоты позвол ет подобрать частоту заполнени , равную резонансной частоте используе . мого в данном устройстве передающего и приемного преобразователей 7

25 и 8, что позвол ет снизить амплитуду излучаемых импульсов, а следовательно , уменьшить потребл емую мощность и повысить помехоустойчивость устройства .

3Q G приемного преобразовател  8 импульсы высокой частоты поступают на резонансный фильтр 9, который пропускает только импульсы с частотой, равной частоте следовани .импульсов генератора 5 высокой частоты (фиг.2, - временна  диаграмма 24), что также повьш1ает помехоустойчивость устройства . С выхода резонансного фильтра. 9 импульсы высокой частоты поступают

jj на .регулируемьШ усилитель 10. Блок 11 автоматической регулировки усилени  измен ет коэффициент усилени  усилител  10 в зависимости от времени , прошедшего от начала посылки импульса синхронизатором 1 (фиг. 2, временна  диаграмма 25). Коэффициент усилени  усилител  10 измен етс  с целью повьшхени  помехоустойчивости устройства. В момент выработки импульса синхронизатором 1 и излучени  его в испытуемый материал коэффициент усилени  усилител  10 минимален, чем исключаетс  прохождение помех. В момент приема импульса, прошедшего чее рез испытуемый материал, коэффициент усилени  усилител  10 становитс  достаточно большим и прин тый сигнал усиливаетс . Причем чем больше толщина испытуемого материала, тем больше коэффициент усилени  усилител  10 Таким образом.поддерживаетс  посто нство амплитуды сигнала на выходе усилител  10 независимо от уровн  входного сигнала, что повышает также точность измерени , С выхода усилител  10 (фиг, 2, временна  диаграмма 26) сигнал поступает на диодный детектор 12, который производит вьщеление огибающей прин того сигнала (фиг, 2, временна  Диаграмма 27), С выхода последнего сигнал поступает на вход компаратораограничител  13, который  вл етс  пороговым блоком и при достижении входным сигналом определенного уровн  вырабатывает на выходе порожний импульс (фиг, 2j временна  диаграмма 28), Это импульс поступает на первый вход формировател  14 временных интервалов и возвращает его в исходное состо ние (фиг, 2, временна  диаграмма 29), С выхода формировател  14 временных интервалов пр моугольный импульс длительность которого равна времени прохождени  ультразвуковых колебаний через контролируемое изделие, поступает на первый вход второй логической схемы 15 И, На второй вход послед ней поступают импульсы с генератора 16опорных импульсов, запоминающие сигнал, выработанный на выходе формировател  14 временных интервалов, С выхода второй логической схемы 15 И сери  импульсов поступит на счетчик 17(фиг, 2, временна  диаграмма 30), Показани  счетчика 17 вывод тс  на индикатор 18, где индуцируютс  в цифровой форме, После того, как синхронизатор 1 выработает дес ть импульсов, на выходе дес тичного счетчика 4 вырабатываетс  высокий уровень сигнала, ко торый поступает на одновибратор 3 и устанавливает его в нулевое состо ние (фиг, 2, временна  диаграмма 21), Низкий уровень сигнала с выхода однрвибратора 3.поступает на второй вход первой логической схемы 2 И и закрывает ее (фиг, 2, временна  диаграмма 20), через некоторое врем , определ емое внутренними параметрами , одновибратор 3 возвратитс  в исходное состо ние и на его выходе выработаетс  высокий уровень сигнала, который поступает на второй вход первой логической схемы 2 И и снова дает разрешение на прохождение импульсов синхронизатора 1, По заднему фронту отрицательного импульса,, выработанного на выходе одновибратора 3, сбрасываетс  счетчик 17 (фиг. 2, временна ;/ диаграмма 21), Частота следовани  импульсов синхронизатора i выбираетс  такой, чтобы за врем  между двум  последовательными импульсами показани  счетчика 17 не успевали высвечиватьс  на индикаторе 18, Только после выработки синхронизатором 1 дес ти импульсов за врем , равное длительности отрицательного импульса одновибратора 3, показание счетчика 17 высвечиваетс  на индикаторе 18 (фиг. 2, временна  диаграмма 31). Причем дл  получени  усредненного результата по одному из дес ти измерений младший разр д счетчика 17 на индикатор 18 не выводитс . Таким образом, в счетчике 17 накапливаетс  результат дес ти последовательных измерений, а в индикаторе 1В индуцируетс  усредненный результат одного измерени . Это позвол ет ускорить процесс измерени  и повысить долговечность. По окончании времени индикации процесс измерени  автоматически повтор етс  сначала, что позвол ет, при необходимости, производить мйогократное измерение.

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее синхронизатор, передающий и приемные преобразователи, усилитель, преобразователь временного интервала, линию задержки, генератор опорных импульсов и счетчик, отличающееся тем,что,с целью повышения помехоустойчивости и точности, оно снабжено двумя логическими схемами И, последовательно соединенными десятичным счетчиком и одновибратором, генератором высокой частоты, резонансным фильтром, блоком автоматической регулировки усиления, последователь- но соединенными диодным детектором * и компаратором-ограничителем и индикатером, синхронизатор подключен к первому входу первой логической схемы И, выход одновибратора соединен соответственно с первым и вторым входами счетчика и первой логической схемы И, выход которой соединен с входами десятичного счетчика и линии задержки, генератор высокой частоты включен между выходом первой логической схемы И и входом передающего преобразователя, резонансный фильтр включен между выходом приемного преобразователя и первым входом усилителя, _е блок автоматической регулировки уси- S ления включен между выходом линии задержки и вторым входом усилителя, выход которого подключен к входу диодного детектора, первый и второй входы формирователя временных интервалов соединены соответственно с выходами компаратора-ограничителя и линии задержки, а выход его - с первым входом второй логической схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора опорных импульсов, второй вход счетчика соединен с выходом второй логической схемы И, а выход — с индикатором.

   8026Ш 0S

   1 1179208 2