SU939955A1 - Device for measuring ultrasound speed in materials - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В МАТЕРИАЛАХ(5) DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF ULTRASOUND IN MATERIALS

Изобретение относитс  к неразрушакхцим методам контрол  материалов и может быть использовано дл  измерени  скорости ультразвука в материалах преимущественно в бетоне. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  уст ройство дл  измерени  скорости ультра звука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучающий акус тический преобразователь, приемный акустический преобразователь и соедиHeHHbrii с ним усилитель, два пороговых блока, подключенные к выходу синхронизатора триггер длительности и блок запрета, а также преобразователь временного интервала в цифровой код ГП Недостаток устройства состоит в наличии систематической ошибки, св занной с конечной величиной порогового уровн  порогового блока, что снижа ет точность измерени . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено подключенными к выходу усилител  последовательно соединенными ключом, пиковым детектором и функциональным преобразователем, выходы последнего соединены с опорными входами пороговых блоков, вторые входы которых подключены к усилителю через ключ, вторым триггером длительности , входы которого соединены с выходами пороговых блоков, один из пороговых блоков подключен также к входу первого триггера длительности, а выходы триггеров длительности соединены с входами преобразовател  временного интервала в цифровой код, а также последовательно соединенными усилителем-ограни чителем, инвертором, линией задержки и. схемой совпадений, включенными между усилителем и вторым входом блока запрета, выход которого соединен с управл ющим входом ключа. а выход усилител -ограничител  подключен ко второму входу схемы совпадений . На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры,по сн ющие его работу. . Устройство содержит последователь но соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов и излучающий аку тический преобразователь 3, приемный акустический преобразователь и соединенный с ним усилитель 5, два пороговых блока 6 и 7 подключенные к выходу синхронизатора 1, триггер 8 длительности и блок 9 запрета, а так же преобразователь 10 временного ийте рвал а в цифровой код,, подключенные к выходу усилител  5 последовательно соединенные ключ 11, пиковый детектор 12 и функциональный преобра ,зователь 13, выходы последнего соеди нены с опорныкм входами пороговых блоков 6 и 7, вторые входы которых подключены к усилителю 5-через ключ 11 вторым триггером 1 длительности , входы которого соединены с вы ходами пороговых блоков 6 и 7, пороговый блок 7 подключен также к входу первого триггера 8 длительности, а выходы триггеров 8 и Ti длительности соединены с входами преобразов тел  10 временного интервала в цифровой код, а также последовательно соединенными усилителем-ограничителем 15, инвертором 16, линией 17 задержки и схемой 18 совпадений, включенными между усилителем 5 и вторым входом блока 9 запрета, выход которо го соединен с управл ющим входом клю ча 11, а выход усилител -ограничител  подключен к второму входу схемы 18 совпадений.The invention relates to non-destructive material control methods and can be used to measure the speed of ultrasound in materials primarily in concrete. The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring the speed of ultra sound in materials, containing a series-connected synchronizer, pulse generator and acoustic emitting acoustic transducer, receiving acoustic transducer and a HHEHHrii amplifier connected to it, two threshold blocks connected to the output of the synchronizer trigger the duration and block of the ban, as well as the converter of the time interval into the digital code of the GP. The disadvantage of the device is the presence of a systematic error Associated with the finite size of the threshold level of the threshold unit, that is reducing the measurement accuracy. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that the device is connected to the amplifier output by a series connected key, a peak detector and a functional converter, the outputs of the latter are connected to the reference inputs of threshold blocks, the second inputs of which are connected to the amplifier via a switch, the second trigger of duration, the inputs of which are connected to the threshold blocks, one of the threshold blocks is also connected to the input of the first duration trigger, and the outputs of the duration triggers are connected to the transform inputs time interval bodies in a digital code, as well as serially connected by an amplifier-limiter, an inverter, a delay line, and. a coincidence circuit connected between the amplifier and the second input of the prohibition unit, the output of which is connected to the control input of the key. and the output of the amplifier limiter is connected to the second input of the coincidence circuit. Fig, 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - plots showing his work. . The device contains sequentially connected synchronizer 1, a generator of 2 pulses and an emitting acoustic transducer 3, a receiving acoustic transducer and an amplifier 5 connected to it, two threshold blocks 6 and 7 connected to the output of synchronizer 1, a trigger 8 and a block 9 the same converter 10 temporarily torn a digital code, connected to the output of amplifier 5 in series with key 11, peak detector 12 and functional converter, receiver 13, the outputs of the latter connected to the reference moves threshold blocks 6 and 7, the second inputs of which are connected to the amplifier 5-key 11 second trigger 1 duration, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks 6 and 7, the threshold unit 7 is also connected to the input of the first trigger 8 duration, and the outputs of the trigger 8 and Ti duration are connected to the inputs of the conversion of time interval 10 bodies into a digital code, as well as serially connected by amplifier-limiter 15, inverter 16, delay line 17 and coincidence circuit 18 connected between amplifier 5 and second input of block 9 after pret, whose output is connected to the control input of key 11, and the output of the limiter amplifier is connected to the second input of the coincidence circuit 18.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

С синхронизатора 1 периодическа  последовательность импульсов поступает на запуск генератора 2 импульсов, триггер 8 длительности и блок 9 запрета . В материале с помощью акустического преобразовател  возбуждаютс  ультразвуковые колебани , которые затем принимаютс  преобразователем k, поступают на входы ключа 11 и усилител -ограничител  15. С выхода последнего сигнал поступает на один вход схемы 18 совпадений, а через инвертор 1б и линию 8 задержки - на второй вход схемы 1.8 совпадений. На выхоФормула изобретени From synchronizer 1, the periodic sequence of pulses goes to the start of the generator of 2 pulses, the trigger 8 of duration and the block 9 of the prohibition. In the material, ultrasonic oscillations are excited using an acoustic transducer, which are then received by the transducer k, fed to the inputs of the key 11 and the amplifier-limiter 15. From the output of the latter, the signal goes to one input of the matching circuit 18, and through the inverter 1b and the delay line 8 to the second input circuit 1.8 matches. At the formula of the invention

Устройство дл  измерени  скорости ультразвука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , генератор импульсов и излучающий акустический преобразователь, приемный акустический преобразователь и соединенный с ним усилитель, два пороговых блока, подключенные к выходу синхронизатора, триггер длительности и блок запрета, а также преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено подключенде последней вырабатываетс  короткий импульс, совпадающий по времени с переходом кода импульса первого вступлений через нуль. Этот импульс сбрасывает блок 9 запрета, который, в свою очередь закрывает ключ 11. На выходе ключа 11 образуетс  периодическа  последовательность импульсов первого вступлени , поступающа  на пиковый детектор 12 и входы пороговых блоков 6 и 7. С пикового детектора 12 напр жение посто нного тока,равное по величине амплитуде первого вступлени  А, поступает на функциональный преобразователь 13, с выходов которого на вторые входы пороговых блоков 6 и 7 поступают опорные напр жени  U(j , и UQ(I k А. Пороговый блок 7, срабатыва  по уров ню и.., сбрасывает триггер 8 длительности , образу  на его выходе импульс длительностью (T+At), поступающий на суммирующий вход преобразоватег  10 временного интервала в цифро- . рой код. Одновременно с сбросом триг1гера 1А длительности, который сбрасываетс  пороговым блоком 6, срабатывающим по уровню LLj, на выходе триггера 1 образуетс  импульс длительностью ti, поступающий на вычитающий вход преобразовател  10 временных интервалов в цифровой код. На выходе преобразовател  10 образуетс  цифровой код, соответствующий импульсу , длительностью (И-л t - д trj). При известной форме импульса первого вступлени  можно рассчитать величины kf, при которых At &tq, в результате чего происходит снижение систематической погрешности измерений .A device for measuring the speed of ultrasound in materials, containing a series-connected synchronizer, pulse generator and a radiating acoustic transducer, a receiving acoustic transducer and an amplifier connected to it, two threshold units connected to the output of the synchronizer, a duration trigger and a prohibition unit, and a time interval converter a digital code, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with a plug-in last, a short pulse is generated, coinciding in time with the passage of the code of the pulse of the first entry through zero. This pulse resets the prohibition block 9, which in turn closes key 11. At the output of key 11, a periodic sequence of first-input pulses is supplied to the peak detector 12 and the inputs of the threshold blocks 6 and 7. From the peak detector 12, the DC voltage equal in magnitude to the first entry amplitude A, is fed to the functional converter 13, from whose outputs the second voltages U (j, and UQ (I k A.) arrive at the second inputs of threshold blocks 6 and 7, triggered by level and. ., resets t igger 8 duration, forming at its output a pulse of duration (T + At), arriving at the summing input, converts the time interval 10 into a digital swipe code. Simultaneously with resetting the duration trigger 1A, which is reset by the threshold block 6, triggered by the LLj level, The output of the trigger 1 is formed by a pulse of duration ti, which arrives at the subtractive input of the converter 10 time intervals into a digital code. At the output of the converter 10, a digital code is formed, corresponding to a pulse of duration (I-l t - d trj). With a known form of the first-entry pulse, the values of kf can be calculated at which At & tq, as a result of which the systematic measurement error decreases.

ными к вмходу усилител  последовательно соединенными ключом, пиковым детектором и функциональным преобразователем , выходы последнего соединены с опорными входами пороговых блоков, вторые входы которых подключены к усилителю через ключ, вторым триггером длительности, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, один из пороговых блоков подключен также к входу первого триггера длительности , а выходы триггеров длительности соединены с входами преобразовател  временного интервала в цифровой код.serially connected to the amplifier input by a key, a peak detector and a functional converter, the outputs of the latter are connected to the reference inputs of the threshold blocks, the second inputs of which are connected to the amplifier via a key, the second trigger of the duration, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks, one of the threshold blocks is also connected to the input of the first duration trigger, and the outputs of the duration triggers are connected to the inputs of the time converter into a digital code.

а также последовательно соединенными усиjwTeлем-ограничителем, инвертором линией задержки и схемой совпадений, включенными между усилителем и вторым входом блока запрета, выход которого соединен с управл ющим входом ключа, а выход усилител -ограничител  подключен к второму входу схемы совпадений.as well as serially connected by a limiting TEL system, an inverter with a delay line and a coincidence circuit, connected between the amplifier and the second input of the prohibition unit, the output of which is connected to the control input of the key, and the output of the limiting amplifier, is connected to the second input of the coincidence circuit.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1. Авторское свидетельство СССР № 610011, кл. Q01 Н 5/00, 197 (прототип).1. USSR author's certificate No. 610011, cl. Q01 H 5/00, 197 (prototype).

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения скорости ультразвука в материалах, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучающий акустический преобразователь, приемный акустический преобразователь и соединенный с ним усилитель, два пороговых блока, подключенные к выходу синхронизатора, триггер длительности и блок запрета, а также преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено подключен5 939955 ' ными к выходу усилителя последовательно соединенными ключом, пиковым детектором и функциональным преобразователем, выходы последнего соединены с опорными входами пороговых блоков, $ вторые входы которых подключены к усилителю через ключ, вторым триггером длительности, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, один из пороговых блоков подключен также »0 к входу первого триггера длительности, а выходы триггеров длительности соединены с входами преобразователя временного интервала в цифровой код, а также последовательно соединенными усилителем-ограничителем, инвертором, линией задержки и схемой совпадений, включенными между усилителем и вторым входом блока запрета, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а выход усилителя-ограничителя подключен к второму входу схемы совпадений.A device for measuring the speed of ultrasound in materials, comprising a synchronizer, a pulse generator and a radiating acoustic transducer, a receiving acoustic transducer and an amplifier connected to it, two threshold blocks connected to the synchronizer output, a duration trigger and a prohibition block, as well as a time interval converter in digital code, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement, it is equipped with 5 939955 'connected to the output of the amplifier in series with a key, a peak detector and a functional converter, the outputs of the latter are connected to the reference inputs of the threshold blocks, $ the second inputs of which are connected to the amplifier via a key, a second trigger of duration, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks, one of the threshold blocks is also connected »0 to the input the first trigger duration, and the outputs of the duration triggers connected to the inputs of the Converter time interval into a digital code, as well as series-connected amplifier-limiter, invert th delay line and a coincidence circuit connected between the amplifier and the second input of prohibition, the output of which is connected to a control input Key and the output of the limiter-amplifier is connected to the second input of the coincidence circuit.