Многоканальный ультразвуковой сейсмоскоп

Авторы патента:

G01N29/04G01V1 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«i) 691750

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено17,0478 (21) 2610985/25-26 (51) М. Кл.2

G 01 N 29/04

G 01 V 1/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,10.79. Бюллетень N9 38 (53) УДК 620. 179.. 16 (088 ° 8) Дате опубликования опнсания 15.10.79 (72) Авторы изобретения

О. В. Львов и В. И. Коптев (71) Заявитель (54 ) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

СЕИСМОСКОП

Изобретение относится к области нераэрушающего контроля ультразву ковыми методами и может быть использовано при исследовании фйзико-механических свойств и состояния горных пород.

Известен переносной импульсный ультразвуковой прибор для исследования бетона, содержащий задающий генератор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемник ультразвуковых колебаний и осциллографический индикатор (1). Недостатками этого прибора являются малая производительность измерений, невозможность корреляции полезных волн в процессе выполнения измерения, что снижает дос товерность получаемых результатов.

Известен многоканальный ультразвуковой сейсмоскоп, содержащий генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с ним излучающий преобразователь, п вЂ” приемных каналов, подключенный к выходам последних коммутатор, осциллограф, соединенный с выходом коммутатора, и дифференцирующий блок (2).

Недостатками такого сейсмоскопа являются сложность конструкции, низ кая достоверность и точность измерений, сложность йаращйвания коммутируемых каналов.

Целью изобретения является упройение конструкции и повышение достоверности и точности измерений.

Цель достигается тем, что коммутатор выполнен в виде многофазного мультивибратора, выход которого связан с входом дифференцирующего блока, подключенных к нему tl -каналов коммутации, каждый из которых состоит из последовательно соединен-ных усилителя-ограничителя, временного селектора и эмиттерного повторителя, и.аналогового сумматора, включенного между выходами эмиттерных повторителей каждого канала и входом осциллографа, а выходы дифференцирующего блока соединены с клеммой Запуск ос циллографа и входом генератора ультразвуковых колебайий.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, соединенный с ним излучающий преобразователь 2, n - -приемных каналов 3, подключенный к выходам последних коммутатор 4, ЗО осциллограф 5, соединенный с выходом

Всесоюзный ордена Ленина про, ЗЦЩс и и научно-исследовательский и4стнт у)д Г)@РОПРОЙКТ им. С. Я. Жука

691750 коммутатора 4, и дифференцирующий блок 6, причем коммутатор 4 выполнен и виде многофазного мультивибратора 7, выход которого связан с входом дифференцирующего блока 6, подключенных к нему и-каналов коммутации, 5 каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя вЂ” ограничителя 8, временного селектора 9 и эмиттерного повторителя 10, и аналогового сумматора 11, включенного 10 между выходами эмиттерных повторителей 10 каждого канала и входом осциллографа 5, а выходы дифференцирующего блока 6 соединены с клеммой 3aпуск, осциллографа 5 и входом генера- 15 тора 1 ультразвуковых колебаний.

Формула изобретения

Многоканальный ультразвуковой сейсмоскоп, содержащий генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с ним излучакщий преобразователь, и-приемных каналов, nîäêëþ÷åííûé к выходам последних коммутатбр, осциллограф, соединенный с выходом коммутатора, и дифференцирующий блок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

5 упрощения конструкции и повышения достоверности и точности измерений, коммутатор выполнен в виде многофазного мультивибратора, выход которого связан с входом дифференцирующего блока, подключенных к нему и-каналов коммутации, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных усилителя-ограничителя, временного селектора и эмиттерного повторителя, и аналогового сумматора, включенного между выходами эмиттерных повторителей каждого канала и входом осциллографа, а выходы дифференцирующего блока соединены с клеммой Запуск осциллографа и входом генератора ультразвуковых колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Многофазный мультивибратор 7 генерирует сдвинутую во времени последовательность прямоугольных импульсов. На общеэмиттерном сопротивлении многофазного мультивибратора 7 импульсы, соответствующие каждому переключению мультивибратора, с крутым фронтом и экспсненциальным срезом поступают на дифференцирующий блок 6, с которого преобразованные импульсы с крутым фронтом и срезом подаются на клемму Запуск ждущей развертки осциллографа 5 и на генератор 1 ультразвуковых колебаний, который возбуждает излучающий преобразователь 2.

Пройдя через исследуемую среду, ультразвуковые сигналы принимаются приемными каналами 3. одновременно прямоугольные импульсы с коллекторов многофаэного мультивибратора 7 поступают на усилители вЂ” ограничители 8, где из них формируются прямоугольные импульсы с разными уровнями потенциалов одинаковой длительности с импульсами многофазного мультивибратора, но с крутыми фронтами и срезами. Эти импульсы поступают на временные селекторы 9, которые подключают на время действия импульса к аналоговому сумматору 11 один иэ приемных каналов 3 через эмиттерные повторители 10.

В результате суммирования в сумматоре 11 на вход осциллографа 5 подаются сигнады с приемных каналов, смещенные на разные потенциальные уровни. Таким образом, исследуемый процесс наблюдается на экране осциЛлографа 5 в виде многоуровневой картины. Количество приемных каналов определяет число фаз мультивибратора

7. В случае наращивания каналов увеличивается число этих Фаз.

Таким образом, описываемое устройство при сравнительно простой конструкции позволяет получить достоверные и точные измерения исследуемой среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Переносной импульсный ультразвуковой прибор для исследования бетона типа УКБ-1. Техническое описание и инструкции по эксплуатации.

Завод Электроточприбор, Кишинев, 1967.

2. Многоканальный импульсный ультразвуковой сейсмоскоп. Труды Института физики Земли Р 6 (173), с. 355- 374, М., AH СССР, 1959 (прототип).

691750 Я» *Ъ ЬМ Ъ!Ф 4ФЮ »йММ%М « » 4» 46 С ; Ж+ ЮФЪ ° ВЛ. В ФМ1

Составитель Ю. Базилевич

Техред Н.БабУРка Кор екто Г. Назарова

Редактор Й. Кристова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч - Р" % с* АМИТ лЗаказ 6206/34 Тираж 1090 - " ..Подписное

ЦНИИПИ Государственного комйтeтa СССР йб делам изобретений и открЫтий

:22ЫВЮ

Многоканальный ультразвуковой сейсмоскоп

Способ измерения времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство для его осуществления // 690377

Цифровой ультразвуковой интерферометр // 684437

Устройство для измерения коэффициента затухания ультразвука // 684436

Ультразвуковой интерферометр постоянной длины // 684435

Устройство для измерения коэффициента отражения звука // 682816

Устройство для ультразвукового контроля бетонных конструкций // 679868

Способ измерения скорости ультразвука и устройство для его осуществления // 679866

Образец для исследования структуры твердых тел акустическими методами // 679865

Устройство для прогноза выбросов породы и газа при разработке калийных и соляных месторождений // 676960

Способ измерения плотности критического тока образцов втсп- керамики // 2102771

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента // 2104517

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для исследования процессов твердения вяжущих материалов, например цементов

Способ определения коэффициента структурных напряжений // 2104518

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении коэффициента структурных напряжений вяжущей композиции для оценки, например, эффективности механического уплотнения

Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий // 2106625

Изобретение относится к технике неразрушающих испытаний ультразвуковыми методами и может быть использовано в различных областях машиностроения для контроля материалов и изделий, преимущественно крупногабаритных и с большим затуханием ультразвука

Ультразвуковой способ измерения механических характеристик напряженно-деформированного состояния материала деталей конструкций // 2107288

Изобретение относится к области неразрушающих методов диагностики материалов и конструкций и может быть использовано для измерения напряженно-деформированного состояния (НДС) стержневых конструкций, болтовых и шпилечных резьбовых соединений при строительстве, монтаже и эксплуатации объектов ответственного назначения в различных отраслях промышленности и транспорта (тепловая и атомная энергетика, машиностроение, химическая и др.) Известен ультразвуковой (УЗ) способ контроля механических напряжений в твердых телах, заключающийся в излучении в изделие до приложения нагрузки и после приложения двух импульсов УЗ колебаний сдвиговых волн с взаимно-перпендикулярной ориентацией вектора смещения, измерении изменения их скоростей и вычислении величины напряжения по относительному изменению скорости УЗ колебаний и акустоупругому коэффициенту [1]

Ультразвуковой способ измерения механических напряжений при затяжке болтовых соединений // 2107907

Способ контроля состава однотипных изделий из двухфазного материала // 2111483

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в материаловедении для массового контроля состава (пористости) изделий одного форморазмера (например, из твердых сплавов WC-Co и электрических сплавов)

Способ акустического контроля состава однотипных изделий из двухфазного материала // 2111484

Изобретение относится к неразрушающим средствам анализа свойств материалов акустическими методами и может быть использовано для массового экспрессного контроля состава (пористости) двухфазных сплавов (например, твердых сплавов группы ВК одного форморазмера)

Ультразвуковой способ определения напряженно- деформированного состояния эксплуатируемых болтовых соединений // 2112968

Изобретение относится к неразрушающим методам диагностики материалов конструкций и может быть использовано для определения фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) ранее затянутых болтовых соединений в конструкциях, находящихся в эксплуатации объектов ответственного назначения в различных отраслях промышленности и транспорта (тепловая и атомная энергетика, машиностроение, химическая и др.) и заключается в том, что в исследуемый затянутый болт вводят непрерывные УЗ-колебания на частоте основного резонанса стоячей волны, при этом амплитуду возбуждающих колебаний устанавливают на уровне, обеспечивающем в теле болта стоящую волну малой интенсивности, принимают в принятом сигнале, затем устанавливают амплитуду возбуждающих колебаний на уровне, обеспечивающем установление амплитуды стоячей волны на границе колебаний малой и конечной интенсивности, и измеряют амплитуды первой, второй и третьей гармоник, а о напряженно-деформированном состоянии материала болта и величине механических напряжений судят по отношениям амплитуд гармоник, измеренных при высоком уровне возбуждающих колебаний, к амплитуде колебаний стоячей волны, измеренной при низком уровне возбуждающих колебаний

Малогабаритный акустический микроскоп // 2112969