Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку

Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку, який містить схему керування, вихід якої з'єднаний з другим входом схеми І, а вхід з'єднаний з першим виходом генератора синхронізуючих імпульсів, другий вихід якого з'єднаний з третім входом схеми співпадання, третій вихід з'єднаний з першим входом схеми І, вихід якої з'єднаний з входом генератора зондуючих імпульсів, перший 3 32624 вача на час тривалості зондуючого імпульсу. Амплітуда зондуючого імпульсу в десятки разів перевищує амплітуду донного імпульсу і при попаданні першого на вхід підсилювача може привести до виходу його з ладу. На електронному ключі проходить затримка донного сигналу, що приводить до зниження точності контролю. Враховуючи те, що затримка першого, другого, і т. д. донних сигналів є різною, то вимірювальний інтервал між зондуючим і першим донним (перший імпульс затримується в акустичному тракті і генераторі зондуючого імпульсу, а другий донний сигнал відбивається від двох протилежних поверхонь) не буде рівним інтервалові між першим і другим донним, а також між другим і третім, що в свою чергу знижує точність контролю. З іншої сторони при різних навантаженнях на пє’зоперетворювач (різна товщина матеріалу, неоднакова структура матеріалу) призводить до того, що акустичний імпеданс, тобто тривалість зондую чого імпульсу буде змінюватися, а отже змінюється тривалість закриття підсилювача. Це приводить до того, що контроль зразків з малою товщиною, час проходження ультразвуку через які приблизно рівний тривалості зондуючого імпульсу (тобто імпульсу закриття підсилювача) стане неможливим, оскільки донний імпульс малої амплітуди буде знаходитися в інтервалі тривалості потужного зондуючого імпульсу і виділити його не можна. В основу корисної моделі покладено задачу підвищення точності вимірювання швидкості ультразвуку шля хом зменшення затримки донного сигналу в електронному ключі і вимірювання інтервалу не між зондуючим і донним сигналом, а між донними сигналами, а також розширення функціональних можливостей пристрою через використання роздільно-суміщеного п'єзоперетворювача, що дає можливість контролю матеріалу малої і великої товщини. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у відомий пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку, який містить загальні з прототипом ознаки, такі як схему керування, вихід якої з'єднаний з другим входом схеми "і", а вхід з'єднаний з першим виходом генератора синхронізуючих імпульсів, другий ви хід якого з'єднаний з третім входом схеми співпадання, третій вихід з'єднаний з першим входом схеми "і", вихід якої з'єднаний з входом генератора зондуючих імпульсів, перший вихід якого з'єднаний з входом перетворювача, який знаходиться на поверхні досліджуваного матеріалу, підсилювача, другий ви хід якого з'єднаний з другим входом схеми співпадання, згідно корисної моделі додатково вводиться схема роздільносуміщеного перетворювача, вхід випромінюючої частини якого з'єднаний з виходом генератора зондуючих імпульсів, а вихід приймаючої частини якого з'єднана з входом підсилювача, перший вихід якого з'єднаний з входом детектора, перший вихід якого з'єднаний з входом лічильника сигналів, вихід якого через перемикач "П" з'єднаний з першим входом схеми співпадання, вихід якої з'єднаний з першим входом схеми вимірювача часу поширення ультразвуку, др угий вхід якого з'єднаний з другим виходом детектора, а вихід з 4 входом відеоблоку. Корисна модель ілюструється кресленням, де на Фіг.1 зображена блок-схема пристрою для вимірювання швидкості ультразвуку, на Фіг.2 часові діаграми роботи пристрою. Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку містить схему керування 1, генератор синхронізуючих імпульсів 2, схему "і" 3, генератор зондуючих імпульсів 4, підсилювач 5, детектор 6, роздільно-суміщений п'єзоперетворювач випромінююча частина якого 7, а приймальна частина 8, досліджуваний матеріал 9, лічильник сигналів 10, схему співпадання 11, вимірювач часу поширення ультразвуку 12, відеоблок 13, при цьому схема керування 1, вхід якої з'єднаний з першим виходом генератора синхронізуючих імпульсів 2, др угий вихід якого з'єднаний з третім входом схеми співпадання 11, а третій вихід з'єднаний з першим входом схеми "і" 3, др угий вхід якої з'єднаний з виходом схеми керування 1, а вихід з'єднаний з першим входом генератора зондуючих імпульсів 4, перший вихід якого з'єднаний з входом випромінюючої частини роздільно-суміщеного перетворювача 7, який знаходиться на поверхні досліджуваного матеріалу 9, підсилювача 5, вхід якого з'єднаний з виходом приймальної частини роздільно-суміщеного перетворювача 8, який знаходиться на поверхні досліджуваного матеріалу 9, а другий ви хід з'єднаний з другим входом схеми співпадання 11, а перший вихід з'єднаний з входом детектора 6, перший вихід якого з'єднаний з входом лічильника сигналів 10, вихід якого через переключатель «П» з'єднаний з першим входом схеми співпадання 11, вихід якої з'єднаний з першим входом вимірювача часу поширення ультразвуку, другий вхід якого з'єднаний з другим виходом детектора, а вихід з'єднаний з входом відеоблоку. Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку працює наступним чином. При подачі живлення генератор синхронізуючих імпульсів 2 видає сигнали синусоїдальної форми в вигляді безперервних коливань 14, які поступають на схему керування 1 і синхронізують роботу всієї схеми. Коливання 14 запускають через схему "І" генератор зондуючих імпульсів 4, який збуджує імпульсом 15 випромінюючу частину роздільно-суміщеного перетворювача 7. Одночасно високочастотні коливання поступають на схему співпадання 11. Ультразвукові коливання збуджені перетворювачем 7 поступають в досліджуваний зразок 9 і в вигляді донних сигналів з приймальної частини роздільно-суміщеного перетворювача 8 поступають на підсилювач 5, де підсилюються до певної амплітуди 16. Виділені донні сигнали 16 в вигляді багатократних відбиттів поступають на детектор 6 для детектування з наступним підрахунком лічильником 10. Оскільки частота коливань генератора синхронізуючих імпульсів набагато вища за частоту коливань донних сигналів, то похибка від неспівпадання фронтів донного сигналу і синхронізуючих імпульсів буде в стільки разів меншою в стільки разів буде різниця між частотами цих порівнювальних сигналів. Донний сигнал в межах одного півперіоду може випереджувати текучий додатній півперіод або відставати від те 5 кучого додатного півперіоду синусоїдальних коливань 14 генератора синхронізуючих імпульсів і відповідно його тривалість буде меншою від півперіоду синусоїдального коливання, що фіксує схема співпадання 11. Випередження або відставання сигналу може проходити в межах півперіоду. Схемою вимірювання часу поширення ультразвуку 12 32624 6 вимірюється час поширення донного сигналу в зразку з моменту приходу донного сигналу 17 до моменту приходу наступного донного сигналу 17, який рівний Твим. 18. Детектовані і пораховані донні сигнали через перемикач "П" задають вимірювальний інтервал між першим донним і другим або другим і третім і т. д. 7 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 32624 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601