SU1583833A1

SU1583833A1 - Способ определени времени распространени ультразвуковых колебаний и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1583833A1
Application number: SU874366928A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Михайлович Бобренко; Игорь Васильевич Зонов; Василий Георгиевич Дворник; Владимир Дмитриевич Шарапановский; Владимир Иванович Овчинников; Александр Сергеевич Рудаков; Лия Александровна Лабутина
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1990-08-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл акустических измерений, в частности при определении напр женного состо ни изделий. Цель изобретени - повышение точности измерений. При измерении времени распространени ультразвуковых колебаний методом синхрокольца формируют синхрокольцо от N-го эхо-импульса и от (N-M)-го эхо-импульса и измер ют времена N соответствующих циклов. Номер N используемого эхо-импульса выбирают в зависимости от соотношени уровней полезного сигнала и сигнала помехи. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл акустических измерений, в частности при определении параметров напр женного состо ни изделий.

Цель изобретени - повышение точности измерений.

На фиг, 1 представлена структурна схема устройства дл определени времени распространени ультразвуковых колебаний; на фиг. 2 - временные диаграммы, по- (Ясн ющие его работу; на фиг. 3 - вариант структурной схемы счетчика интервалов.

Устройство дл определени времени распространени ультразвуковых колебаний содержит последовательно соединенные блок 1 запуска, генератор 2 импульсов, электроакустический преобразователь 3, усилитель 4 и осциллограф 5, линию 6 задержки , счетчик -7 циклов, блок 8 временной

селекции, блок 9 измерении ррсменных интервалов , регистр 10, блок 11 очистки регистра , блок 12 установки кода числа циклов, генератор 13 стандартных сигналов, формирователь 14 и блок 15 индикации На фиг.1 также показан образец 16 исследуемого материала . Вход линии 6 задержки соединен с вторым выходом усилител 4, второй вход которого подключен к первому выходу блока 8 временной селекции, второй-и третий выходы которого соединены соответственно с входом формировател 14 и с первым входом блока 9 измерени временных интервалов , выход линии 6 задержки соединен с вторыми входами генератора 2 импульсов и блока 9 измерени временных интервалов , с первыми входами счетчика 7 циклов и блока 8 временной селекции и с входом блока 11 очистки регистра, выход блока 12 установки кода числа циклов соединен с вторым

сл со

СА 00 СО

со

входом счетчика 7 циклов, второй вход блока 8 временной селекции подключен к первому выходу счетчика 7 циклов, третий и .четвертый входы блока 9 измерени временных интервалов соединены соответст- венно с вторым выходом счетчика 7 циклов и с выходом генератора 13 стандартных сигналов, первый, второй и третий входы регистра 10 соединены соответственно с выходами блока 9 измерени временных интервалов, блока 11 очистки регистра и формировател 14, а выход регистра 10 соединен с входом блока 15 индикации.

На фиг, 2 тактовые импульсы с периодом , равным Т (осциллограмма а), формиру- ютс генератором стандартных сигналов. Группы импульсов Б,В,Г соответствуют режимам работы с циклами, формируемыми первым (Ач), вторым (Аа) и третьим (Аз) эхо-сигналами соответственно. На осцилло- граммах б, д, з изображены импульсы длительностью ти ,2ти и Зги соответственно, котора вместе с величиной задержки Гз определ ет длительность цикла, осциллограммы в, е, и иллюстрируют временное по- ложение импульсов задержки. На осциллограммах г, ж, к изображены зондирующий АО и отраженные от грани издели Ai, A2, Аз, Аз, As, Ае импульсы в динамике, начина от момента времени t 0. Обозна- ча задержку импульсов в преобразователе 3 и в электрических цеп х через Дтп , определим величину интервалов времени, зан тых количеством циклов N.

Интервал времени, включающий в себ N циклов и формируемый первым эхо-сигналом AI, определ етс формулой

ti М(ти + Дтп + Тз).

0)

Интервал времени, формируемый вторым донным эхо-импульсов А2 при том же N, равен

t2 М 2ТИ+ДТП + Тз.

(2)

Интервал времени, формируемый третьим до„нным эхо-импульсом Аз при том же N,

+ Дтп тз.(3)

Поскольку в устройстве интервалы времени выражаютс через количество импульсов заполнени с периодом Т, при этом погрешность измерени также равна периоду квантовани Т, получим

М(Ти+Дтп+т3)±Т ,

Т

ti

(4)

. Ы(2ти + Дтп +гз)±Т. ftv 12.j., о;

(ЗГи+Дгп+Гз)±Т ,g.

Использу интервалы времени ц и t2, определ емые по формулам (4) и (5), получим истинное врем распространени УЗК от преобразовател до дна и обратно.

tAl A2

t2 - Т1 Ти

2

N

СО

NТ

Дл интервалов времени t2 и t3 получим

tAo А-. - t3 t2 - ГИ +- tA2A3N T-N

(8)

Из выражений (7) и (8) следует, что дл измерени времени распространени ультразвуковых колебаний в исследуемом материале можно использовать любые следуемые один за другим эхо-сигналы, так как

t tAlA2 tA2A3 Y±. (9)

Устройство дл определени времени распространени ультразвуковых колебаний работает следующим образом.

Импульс, поступающий с блока 1 запуска , запускает генератор 2 импульсов, с выхода которого электрический импульс возбуждает электроакустический преобразователь 3. Преобразованный в преобразователе 3 ультразвуковой импульс распростран етс в образце исследуемого материала, отражаетс от его донной поверхности через преобразователь 3 и поступает на первый вход усилител . С выхода усиленный импульс поступает на осциллограф 5 и индицируетс на его экране. С второго выхода усилител 4 импульс через линию 6 задержки поступает на второй вход генератора 2 импульсов и далее подаетс на преобразователь 3 дл запуска следующего цикла. С выхода линии 6 задержки импульс подаетс на первый вход счетчика 7 циклов, первый вход блока 8 временной селекции, на второй вход блока 9 измерени временных интервалов и блок 11 очистки регистра. С первого выхода блока 8 временной селекции сформированный в нем строб-импульс подаетс на второй вход усилител 4 дл селекции n-го или (п-1)-го отраженного эхо- импульса. Установка n-го либо (п-1)-го импульса производитс при подаче импульса

на второй вход блока 8 временной селекции с первого выхода счетчика 7 циклов. Количество циклов в счетчике 7 циклов устанавливаетс по входу II с блока 12 установки кода числа циклов.

Генератор 13 стандартных сигналов формирует пр моугольные импульсы, поступающие на четвертый (счетный) вход блока 9 измерени временных интервалов, на первый вход блока 9 с блока 8 временной селекции поступают импульсы, определ ющие режим работы: при селекции n-го эхо- импульса блок 9 измерени временных интервалов работает на увеличение кода числа, а при селекции (п-1)-го импульса - на уменьшение, таким образом производитс процесс вычитани интервалов. С выхода блока 9 код числа импульсов, соответствующий времени распространени ультразвуковых колебаний в образце 16, подаетс на регистр 10, а с блока 8 временной селекции через формирователь 14 подаетс импульс. разрешающий запись в регистр 10 код числа , который далее индицируетс на экране блока 15 индикации.

Claims

Формула изобретени 1. Способ определени времени распространени ультразвуковых колебаний, заключающийс в том, что в исследуемом материале в режиме синхрокольца возбуж- дают импульсы ai ультразвуковых колебаний , формируют синхрокольцо от п-го отраженного импульса ультразвуковых колебаний и измер ют врем ti N циклов распространени импульсов аи с учетом которого определ ют врем распространени ультразвуковых колебаний, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, дополнительно формируют синхрокольцо от (n-m)-ro отражен- ного импульса аи измер ют врем t2 N циклов распространени импульсов bu a врем t распространени ультразвуковых колебаний в исследуемом материале определ ют по формуле ti -t2

t

N (n - m)
2.Способ по п.1,отличающийс тем, что номер n принимаемого импульса отраженных ультразвуковых колебаний определ ют из услови Ап/А2п S Z, где Ап и А2п - амплитуды отраженны соответственно n-го и 2п-го импульсов ультразвуковых колебаний, Z - отношение уровней полезного сигнала и сигнала помехи.
3.Устройство дл определени времени распространени ультразвуковых колебаний , содержащее последовательно соединенные блок запуска, генератор импульсов, электроакустический преобразователь и усилитель и блок индикации, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, оно снабжено блоком временной селекции, блоком установки кода числа циклов, регистром, блоком очистки регистра, генератором стандартных сигналов , блоком измерени временных интервалов , счетчиком циклов и линией задержки, первый и второй выходы усилител соединены с входами осциллографа и линии задержки соответственно, первый, второй и третий выходы блока временной селекции соединены соответственно с вторым входом уапител , входом формировател и с первым входом блока измерени временных интервалов, выход линии задержки подключен к вторым входам генератора импульсов и блока измерени временных интерзалов, к входу блока очистки регистра и к первым входам блока временной селекции и счетчика циклов, второй вход которого соединен с вылодом блока установки кодэ числа циклов , первый и второй выходы счетчика циклов соединены соответственно с вторым входом блока временной селекции и с третьим входом блока измерени временных интервалов , четвертый вход которого подключен к выходу генератора стандартных сигналов, первый, второй и третий входы регистра соединены соответственно с выходами блока измерени временных интервалов , блока очистки регистра и формировател , а вход блока индикации подключен к выходу решстра

«ппппппппппппппппппппппппппп

ffl

JEE3

п

it vi Г rftUTrfИГ

L

fi

f

п.

л

f r f r .r ff ,{.r .н I

«.,

Л

-П-,

.А

Г I Г м4 f л 1 ,1

Uпп

л

п.

л

-П-,