Устройство для измерения скорости ультразвука

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

1511Д С 01 Н ИOO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3599243/ 25-28 (22) 01.06.84 (46) 23.01.86.Бюл. У 3 (71) Казанский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина (72) Ф.Л.Аухадеев, В.А.Гревцев,P.Ø.Жданов и М.А.Теплов (53) .534. 321(088. 8) (56) Блюм. Прибор высокого разрешения для непрерывного контроля. — Приборы для двух научных исследований, 1963, У 12, с.98-107.

Moran Т.1., Ziithi В, Phys. Rev., 187, 710 1965. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащее последовательно соединенные генератор высокой частоты, ключ, широкополосный усилитель, измерительную ячейку с исследуемым образцом, детектор, усилитель и осциллограф, последовательно соединенные первый частотомер и первый генератор стандартных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом ключа и входом синхронизации осцил.лографа, регулируемую линию задержки, включенную между выходом генератора высокой частоты и вторым входом детектора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено последовательно соединенными вторым генератором стандартных сигналов, дифференцирующей цепью, переключателем и аттенюатором, звуковым генератором и вторым частотомером, выход звукового генератора соединен с входом второго частотомера и вторым входом переключателя, выход которого соединен с входом первого частотомера, а выход аттенюатора соединен с входом осциллографа. цирующей цепи 12 превращаются в короткие импульсы, поступающие через переключатель 13 на аттенюатор

14 и частотомер 8. В качестве частотомера 8 может быть использован частотомер Ч3-24, который включается в режиме делителя частоты. Корот. кие импульсы, пройдя аттенюатор 14, формируют метки времени на экране осциллографа 7, а пройдя частотомер

8, запускают генератор 9 стандартных сигналов с частотой f,/k.Ýòè импульсы поступают на управляющий вход ключа 2 и на время, равное их длительности, разрешают прохождение колебаний с генератора 1 высокой частоты на вход широкополосного усилителя 3. Таким образом, на вход измерительной ячейки поступают РЧ-импульсы с частотой следования fo/k. Видеоимпульсы с генератора 9 стандартных сигналов поступают на вход синхронизации осциллографа

7 и запускают его. В измерительной ячейке 4 РЧ-импульсы поступают на кварцевый преобразователь, приклеенный к плоскопараллельному образцу, преобразуются в.акустические волны и распространяются в материале образца и отражаются от противоположной поверхности.Эхо-сигналы регистрируются тем же кварцевым преобразовате- лем и детектируются на детекторе 5.

После этого сигнал усиливают усилителем 6 и подают на вход осциллографа 7 совместно с метками. Регулировкой задержки генератора 9 стандартных сигналов и частоты следования импульсов генератора 11 стандартных сигналов метки времени сомещаются с вершинами эхо-сигналов.. При этом показания первого частотомера 8 дают временной интервал между эхосигналами. Детектор 5 может работать в режиме амплитудного и фазового детектирования в зависимости от сигнала на втором входе детектора.

При измерении изменений скорости ультразвука на второй вход детектора 5 поступает опорное напряжение с регулируемой линии 10 задержки.

Изменение времени прохождения n-ro эхо-импульса по образцу связано с изменением его фазы

bY

2Ю t где

1 1206626

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изучении взаимодействия ультразвука с кристаллической решеткой твердого тела. S

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2-времен- 1Î ные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения скорости ультразвука содержит последовательно соединенные генератор 1 высокой час-15 тоты, ключ 2, широкополосный усили тель 3, измерительную ячейку 4 с исследуемым образцом, детектор 5, усилитель.6 и осциллограф 7, последовательно соединенные первый часто- зО томер 8 и первый генератор 9 стандартных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом ключа 2 и входом синхронизации осциллографа 7, регулируемую линию 10. 25 задержки, включенную между выходом генератора 1 высокой частоты и вторым входом детектора 5, последовательно соединенные второй генератор

11 стандартных сигналов, дифференцирующую цепь 12, переключатель

13 и аттенюатор 14, звуковой генератор 15 и второй частотомер 16, выход звукового генератора 15 соединен с входом второго частотомера 16 и вторым входом переключателя 13, выход которого соединен с входом первого частотомера 8, а выход аттенюатора 14 соединен с входом осциллографа 7.

На фиг.2 изображены временные диаграммы, где d — сигнал на выходе второго генератора 11 стандартных сигналов, - сигнал на выходе диффереицирующей цепи 12,. ь — сигнал на выходе первого частотомера

8, 2 — сигнал на выходе первого генератора 9 стандартных сигналов, — сигнал на входе ключа 2, Р— сигнал на выходе широкополосного усилителя 3. 50

Устройство работает следующим образом.

При измерении абсолютной величины скорости ультразвука переключатель 13 ставится в положение 1. . 55

Генератор 11 стандартных сигналов вырабатывает импульсы с частотой

f,которые после прохода дифферен4 — частота д - изменение фазы и-ro импульса;

1206626

10 дитю.ч д

Яелигпьч мслютм мд fnl

8blr0pf Ю2

ne8 =fa/

I бмид

BV и Фюуюдл.

1 (1 I

cnew =Ге/Ф

Фиг. Р биид

gcarnvmans

Составитель А.Олохтонов

Редактор И.Николайчук Техред T,Äóáèí÷àêÊîððåêòîð А.Обручар

Заказ 8699/42 Тираш 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4 — время. прохоящения и-го импульса.

При длительности импульса, равной или кратной Л Ч, образуется огибающая изменения фаз серии эхосигналов.Опредедение изменения времени сводится к измерению изменений периода огибающей изменения фаэ . При измерении частоты огибающей переключатель 13 находится в положении

II. При этом сигнал с звукового, генератора 15 через аттенюатор 14 поступает на вход осциллографа 7 бачод

Ю Г/ а

finruV

1, ! бэ|спд

frnel=4

t вместе с огибающей фаз,эхо-сигналов.

Измерение частоты огибающей фаэ эхо-сигналов осуществляется методом нулевых биений.

Таким образом, устройство для измерения скорости ультразвука позволяет проводить измерение абсолютных значений скорости по нескольким эхосигналам одновременно и,тем самым увеличить точность измерений и измерять изменения значения скорости звука, расширяя функциональные возмо кности.