SU1705732A1 - Device for measuring speed of ultrasound in materials - Google Patents
Device for measuring speed of ultrasound in materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1705732A1 SU1705732A1 SU904774926A SU4774926A SU1705732A1 SU 1705732 A1 SU1705732 A1 SU 1705732A1 SU 904774926 A SU904774926 A SU 904774926A SU 4774926 A SU4774926 A SU 4774926A SU 1705732 A1 SU1705732 A1 SU 1705732A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- keys
- switch
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний материалов и изделий и может быть использовано дл контрол качества продукции предпри тий промышленности строительных материалов и изделий. Цель изобретени - повышение точности измерени скорости ультразвука в материалах. Работа устройства осуществл етс в три этапа. Чтобы устранить погрешности, вносимые измерительной аппаратурой (преобразовател ми , иммерсионной средой и т. п) сначала производ т измерени при со- пр женных приемнике и излучателе, затем измерени с эталонным изделием. Результаты измерений занос тс в реверсивные счетчики. При контроле же исследуемого издели полученные погрешности учитываютс . 1 ил,The invention relates to a technique for ultrasonic non-destructive testing of materials and products and can be used to control the quality of products of enterprises in the building materials industry. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the speed of ultrasound in materials. The operation of the device is carried out in three stages. In order to eliminate the errors introduced by the measuring apparatus (converters, immersion medium, etc.), first measurements are made with the spun receiver and emitter, then measurements are made with the reference product. The measurement results are recorded in reversible counters. When monitoring the product under investigation, the resulting errors are taken into account. 1 silt
Description
елate
СWITH
Изобретение относитс к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний материалов и изделий и может быть использовано,в частности, дл контрол качества продукции предпри тий промышленности строительных материалов и в других отрасл х промышленности,The invention relates to the technique of ultrasonic non-destructive testing of materials and products and can be used, in particular, to control the quality of products of enterprises of the building materials industry and in other industries,
Изобретение основано на использовании анализа временных характеристик ультразвукового импульсного сигнала.The invention is based on the use of an analysis of the temporal characteristics of an ultrasonic pulse signal.
Известно устройство дл измерени скорости ультразвука, содержащее синхронизатор , генератор ультразвуковых колебаний , передающий и приемный электроакустические преобразователи,усилитель , формирователь измер емого интервала времени, генератор счетных импульсов, селектор и счетное устройство с цифровыми индикаторами.A device for measuring the speed of ultrasound is known, comprising a synchronizer, an ultrasonic oscillator, transmitting and receiving electroacoustic transducers, an amplifier, a shaper of a measured time interval, a generator of counting pulses, a selector and a counting device with digital indicators.
Недостатком такого устройства вл етс низка точность измерений.The disadvantage of such a device is low measurement accuracy.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени скорости распространени ультразвуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель и формирователь , генератор калиброванной частоты и первый счетчик, вход которого подключен к выходу синхронизатора, последовательно соединенные первый триггер, первый вход второго подключен к выходу формировател , первый вход которого подключен к выходу формировател , первый каскад совпадени , второй вход которого соединен с выходом генератора калиброванной частоты, умножитель, второй счетчик , второй триггер, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, второй каскад совпадени , второй вход которого соединенThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring the velocity of propagation of ultrasonic vibrations, containing serially connected synchronizer, probe pulse generator, emitter, receiver, amplifier and driver, calibrated frequency generator and the first counter, the input of which is connected to the synchronizer output connected in series the first trigger, the first input of the second is connected to the output of the driver, the first input of which is connected n to the output of the driver, the first coincidence stage, the second input of which is connected to the output of the calibrated frequency generator, the multiplier, the second counter, the second trigger, the second input of which is connected to the output of the first trigger, the second coincidence stage, the second input of which
VJ О СЛ VIVJ O SL VI
СОWITH
с выходом генератора калиброванной частоты , а выход - с входом первого счетчика, схему сброса, первый выход которой соединен с выходом синхронизатора, подключенным к второму входу первого триггера, а выход - с входом второго счетчика.with the output of the calibrated frequency generator, and the output with the input of the first counter, a reset circuit, the first output of which is connected to the synchronizer output connected to the second input of the first trigger, and the output to the input of the second counter.
Недостатком известного устройства вл етс низкие точность и производительность измерени . Это св зано с тем, что точность измерени скорости ультразвука зависит от выбора величины калиброванной частоты, величины базы измерени , вли ни контролируемого материала, вли ни контактных слоев излучающего и приемного преобразователей. Кроме того, данное устройство нельз примен ть при массовом автоматическом контроле стандартных изделий и конструкций.A disadvantage of the known device is low measurement accuracy and performance. This is due to the fact that the accuracy of measuring the velocity of ultrasound depends on the choice of the magnitude of the calibrated frequency, the magnitude of the measurement base, the effect of the material being monitored, the influence of the contact layers of the radiating and receiving transducers. In addition, this device cannot be used for mass automatic control of standard products and structures.
Цель изобретени - повышение точности и достоверности измерени скорости распространени ультразвука в материалах- .The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measuring the speed of ultrasound propagation in materials.
Цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее последовательно электроакустически соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, акустический излучатель и акустический приемник, последовательно соединенные усилитель, формирователь, триггер, второй вход которого св зан с выходом синхронизатора , и схему совпадени , генератор калиброванной частоты, подключенный к второму входу схемы совпадени , два счетчика и индикатор, введены первый, второй и третий ключи, включенные параллельно между выходом акустического приемника и входом усилител , четвертый, п тый и шестой ключи, входы которых св заны с выходом схемы совпадени , коммутатор, вход которого св зан с выходом синхронизатора, делитель, входы которого подключены к выходам счетчиков , и последовательно соединенные задатчик посто нных величин и умножитель, второй вход которого св зан с выходом делител , а выход - с входом индикатора , счетчики выполнены реверсивными, первый выход коммутатора соединен с управл ющими входами первого и шестого ключей, второй выход коммутатора св зан с управл ющими входами второго и п того ключей, а третий выход коммутатора подключен к управл ющим входам третьего и четвертого ключей, выход п того ключа св зан с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, выход четвертого ключа подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, а выход шестого ключа св зан с вычитающими входами реверсивных счетчиков.The goal is achieved in that a device containing a series of electro-acoustically connected synchronizer, probe pulse generator, acoustic emitter and acoustic receiver, an amplifier connected in series, a driver, a trigger, the second input of which is connected to the output of the synchronizer, and a matching circuit, a calibrated frequency generator connected to the second input of the coincidence circuit, two counters and an indicator, the first, second and third keys are inserted, connected in parallel between the output of the acoustic receiver i and the amplifier input, the fourth, fifth and sixth keys, whose inputs are connected to the output of the coincidence circuit, a switch, whose input is connected to the synchronizer output, a divider, whose inputs are connected to the outputs of the counters, and a serially connected setpoint generator and a multiplier the second input of which is connected to the output of the splitter and the output to the input of the indicator, the counters are reversible, the first output of the switch is connected to the control inputs of the first and sixth keys, the second output of the switch is connected to the control inputs The signals of the second and fifth keys, and the third output of the switch is connected to the control inputs of the third and fourth keys, the output of the fifth key is connected to the summing input of the first reversing counter, the output of the fourth key is connected to the summing input of the second reversing counter, and the output of the sixth key zan with subtractive inputs of reversible meters.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.
Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2The device contains a series-connected synchronizer 1, generator 2
зондирующих импульсов, акустический излучатель 4 и акустический приемник 5, ключи 6, 7 и 8. входы которых подключены к приемному преобразователю 5, усилитель 9, вход которого подключен к выходам ключей 6,7 и 8, и формирователь 10, подключенный своим входом к выходу усилител 9, коммутатор 11, триггер 12, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, а первый - к выходу формировател 10,probe pulses, acoustic emitter 4 and acoustic receiver 5, keys 6, 7 and 8. whose inputs are connected to receiving transducer 5, amplifier 9, whose input is connected to outputs of keys 6,7 and 8, and driver 10 connected to its output with output the amplifier 9, the switch 11, the trigger 12, the second input of which is connected to the output of the synchronizer 1, and the first - to the output of the driver 10,
генератор 3 калиброванной частоты, схему 13 совпадени , одним из входов подключенную к генератору 3 калиброванной частоты, а вторым - к выходу триггера 12, ключи 14, 15 и 16. подключенные своими входами кa calibrated frequency generator 3, a matching circuit 13, one of the inputs connected to a calibrated frequency generator 3, and the second to the output of a trigger 12, keys 14, 15 and 16. connected by their inputs to
выходу схемы 13 совпадени , реверсивные счетчики 17 и 18, входы сложени и вычитани которых подключены к соответствующим выходам ключей 14, 15 и 16, делитель 19, подключенный своими выходами к выходам реверсивных счетчиков 17 и 18, задатчик 20 посто нных величин, умножитель 21, входы которого подключены к выходам делител 19 и задатчика 20, а выход умножител 21 подключен к индикатору 22, причемthe output of the matching circuit 13, reversible counters 17 and 18, the addition and subtraction inputs of which are connected to the corresponding outputs of keys 14, 15 and 16, a divider 19 connected by its outputs to the outputs of reversing counters 17 and 18, a setting unit 20 constant values, a multiplier 21, the inputs of which are connected to the outputs of the divider 19 and the setting device 20, and the output of the multiplier 21 is connected to the indicator 22, and
вход коммутатора 11 подключен к выходу синхронизатору 1, а выходы коммутатора - к соответствующим управл ющим входам ключей б, 7, 8, 14, 15 и 16.the input of the switch 11 is connected to the output of the synchronizer 1, and the outputs of the switch are connected to the corresponding control inputs of the keys b, 7, 8, 14, 15 and 16.
Устройство дл измерени скорости ультразвука в материалах работает следующим образом.A device for measuring the speed of ultrasound in materials works as follows.
В общем виде функциональную зависимость скорости распространени ультразвука в материалах от времени можно представить в видеIn general, the functional dependence of the speed of propagation of ultrasound in materials on time can be represented as
V а0 + ai |V a0 + ai |
(D(D
где V - измеренна скорость распространени ультразвука;where V is the measured speed of ultrasound propagation;
t - врем прохождени ультразвуковых Колебаний на определенной базе измере- 0 ни ;t is the transit time of ultrasonic Oscillations on a certain base of measurement;
Е-база (рассто ние) измерени :E-base (distance) measurement:
a0,ai - параметры функциональной зависимости ,a0, ai - parameters of functional dependence,
Нестабильность коэффициентов а0 и а, 5 под вли нием случайных факторов и временного дрейфа параметров, вли ние контролируемого материала, температуры и влажности, вли ние контактных слоев и толщины протектора излучающего и приемного преобразователей , дрейф нул и наклона (крутизна) прин того сигнала и др. определ ют точность и достоверность измерени скорости распространени ультразвука.The instability of the coefficients a0 and a, 5 under the influence of random factors and temporal drift of parameters, the influence of the controlled material, temperature and humidity, the influence of contact layers and tread thickness of the radiating and receiving transducers, the drift of the received signal, etc. The accuracy and accuracy of measuring the velocity of ultrasound is determined.
Дл устранени вли ни указанных параметров на точность и достоверность измерени скорости распространени ультразвука в устройстве производ тс следующие операции.To eliminate the influence of these parameters on the accuracy and reliability of measuring the velocity of ultrasound propagation in the device, the following operations are performed.
Импульс с выхода синхронизатора 1 поступает на вход триггера 12. коммутатора 11 и запускает генератор 2 зондирующих им- пульсов. Триггер 12 устанавливаетс в состо ние , разрешающее прохождение последовательности импульсов с генератора 3 калиброванной частоты через схему 13 совпадени на реверсивные счетчики 17 и 18.The pulse from the output of the synchronizer 1 is fed to the input of the trigger 12 of the switch 11 and starts the generator 2 of the probe pulses. The trigger 12 is set to allow the passage of the pulse train from the oscillator 3 of the calibrated frequency through the coincidence circuit 13 to the reversible counters 17 and 18.
В первом такте производитс измерение V при сомкнутых соосно через контакт- ный слой излучающем и приемном преобразовател х. Коммутатором 11 откры- ваютс ключи 6 и 16. С приемного преобразовател 5 сигнал поступает через открытый ключ 6, усилитель 9 и формирователь 10 на триггер 12, устанавлива его в состо ние, запрещающее прохождение импульсов ге- нератора 3 калиброванной частоты через схему 13 совпадени . За это врем через ключ 16 на вычитающие входы реверсивных счетчиков 17 и 18 проходит пачка импульсов , пропорциональна времени прохожде- ни электроакустического сигнала через контактные слои преобразователей и св занна со скоростью следующей зависимостью (исход из выражени (1):In the first cycle, the measurement of V is carried out when the radiating and receiving transducers are coaxially closed through the contact layer. Switch 11 opens the keys 6 and 16. From the receiving converter 5, the signal enters through the public key 6, the amplifier 9 and the driver 10 to the trigger 12, setting it to the state prohibiting the passage of the generator 3 pulses of the calibrated frequency through the matching circuit 13. During this time, a switch of pulses passes through key 16 to the subtractive inputs of reversible counters 17 and 18, which is proportional to the time it takes for the electroacoustic signal to pass through the contact layers of transducers and is related to speed with the following relationship (based on expression (1):
.I.I
to a0+airf- (2)to a0 + airf- (2)
VOVO
Во втором такте излучающий и приемный преобразователи подключаютс к эта- лонному каналу с эталонной средой и производитс та же последовательность операций. Коммутатором 12 открываютс ключи 7 и 15, и со схемы 13 совпадени через открытый ключ 15 проходит пачка им- пульсов на вход сложени реверсивного счетчика 17, пропорциональна времени прохождени электроакустического сигнала через эталонную среду и св занна со скоростью V следующей зависимостью: In the second cycle, the radiating and receiving transducers are connected to the reference channel with the reference medium and the same sequence of operations is carried out. The switch 12 opens the keys 7 and 15, and from the coincidence circuit 13 through the public key 15 passes a packet of pulses to the addition input of the reversible counter 17, proportional to the time of the electroacoustic signal passing through the reference medium and associated with the speed V with the following relationship:
t1 a°+a4+fe О)t1 a ° + a4 + fe O)
В третьем такте при той же последова- тельности операций излучающий и приемный преобразователи подключаютс к контролируемому каналу с исследуемым материалом , коммутатором 11 открываютс In the third cycle, with the same sequence of operations, the radiating and receiving transducers are connected to the controlled channel with the test material, the switch 11 opens
ключи 8 и 14 и со схемы совпадени 13 через открытый ключ 14 на вход сложени реверсивного счетчика 18 проходит пачка импульсов , пропорциональна времени прохождени электроакустического сигнала через контролируемый материал и св занна со скоростью V следующей зависимостью: , Рkeys 8 and 14 and from the coincidence circuit 13 through the open key 14 to the input of the addition of the reversible counter 18 passes a packet of pulses proportional to the time of the electroacoustic signal passing through the controlled material and associated with the speed V with the following relationship:, P
t2 ao+ai(+) (4)t2 ao + ai (+) (4)
Полученные выражени (2), (3) и (4) решаютс относительно параметра Vx по алгоритмуThe obtained expressions (2), (3) and (4) are solved with respect to the parameter Vx by the algorithm
Ух.КГх,(5)Uh.KGh, (5)
t2 - tot2 - to
гдеКwhere
этat
V; VV; V
известна посто нна величина .known constant value.
В реверсивных счетчиках 17 и 18 записаны результаты соответственно ti-t0 и t2 t0. С выходов реверсивных счетчиков результаты поступают на делитель 19. На умножителе 21 перемножаютс сигналы, пропорциональные ti-t0/t2 t0, с сигналами Ktx, вводимыми с задатчика 20 (Сх - база контролируемого материала), а результат отображаетс индикатором 22.In the reverse meters 17 and 18, the results are recorded, respectively, ti-t0 and t2 t0. From the outputs of the reversible counters, the results go to divider 19. At multiplier 21, signals proportional to ti-t0 / t2 t0 are multiplied with Ktx signals input from setpoint 20 (Cx is the base of the material being monitored), and the result is displayed by indicator 22.
Из формулы (5) видно, что результат измерени скорости не зависит от параметров а0, ai, что позвол ет достигнуть высокой точности измерени скорости ультразвука в материалах.It can be seen from formula (5) that the result of the velocity measurement does not depend on the parameters a0, ai, which makes it possible to achieve high accuracy in measuring the velocity of ultrasound in materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904774926A SU1705732A1 (en) | 1990-01-02 | 1990-01-02 | Device for measuring speed of ultrasound in materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904774926A SU1705732A1 (en) | 1990-01-02 | 1990-01-02 | Device for measuring speed of ultrasound in materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1705732A1 true SU1705732A1 (en) | 1992-01-15 |
Family
ID=21487682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904774926A SU1705732A1 (en) | 1990-01-02 | 1990-01-02 | Device for measuring speed of ultrasound in materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1705732A1 (en) |
-
1990
- 1990-01-02 SU SU904774926A patent/SU1705732A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 626410, кл. G 01 N 29/00, 1978. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3354700A (en) | Apparatus for measuring thickness of materials by sound-wave reflection | |
| SU1705732A1 (en) | Device for measuring speed of ultrasound in materials | |
| US3276249A (en) | Ultrasonic measuring apparatus | |
| JP2001519035A (en) | Inspection device for boundary area by ultrasonic wave | |
| RU2130169C1 (en) | Ultrasonic thickness gauge | |
| RU2069841C1 (en) | Device measuring ultrasound velocity | |
| SU1111097A1 (en) | Device for determination of concrete strength | |
| SU1226302A1 (en) | Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface | |
| SU1288589A1 (en) | Device for determining strength of concrete | |
| SU1013757A1 (en) | Ultrasonic echo-pulse thickness meter | |
| SU576537A1 (en) | Meter of ultrasonic attenuation coeeficient in material | |
| RU2034236C1 (en) | Ultrasound echo thickness gage | |
| SU1190189A2 (en) | Ultrasonic non-reference thickness gauge | |
| SU792131A1 (en) | Ultrasound-velocity digital meter | |
| SU1083071A2 (en) | Ultrasonic thickness meter | |
| SU824022A1 (en) | Speed-of-sound meter | |
| SU629493A2 (en) | Meter of ultrasonic vibration propagation velocity in materials | |
| SU1504520A1 (en) | Method and apparatus for measuring velocity of ultrasound | |
| SU1004757A1 (en) | Ultrasonic device for measuring mechanical stresses | |
| SU1206626A1 (en) | Apparatus for measuring ultrasound velocity | |
| SU1670579A1 (en) | Method of measuring the time of ultrasound propagation in a material over a fixed base | |
| SU1663494A1 (en) | Method of determining plastic deformation of a material | |
| SU1619168A1 (en) | Apparatus for ultrasonic inspection | |
| SU807059A1 (en) | Ultrasonic device for measuring article thickness | |
| SU441510A1 (en) | Digital ultrasonic propagation velocity meter |