166873. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés ultrahang vizsgálandó közegen való áthaladási sebességének mérésére 166874 Eljárás vas és vasötvözet olvadékának frissítésére

i6éő7a 5 é rátorként üzemel, így a mérőberendezés optikai hangolásánál pl. az áthatoló ultrahang intenzitásának qualitativ ellenőrzésénél. Ebben az üzemmódban az indító 8 generátor bemenetére külső egyenfeszültséget vezetünk, aminek hatására a 8 generátor kimenetén folyamatosan, ismétlődési Fc frekvenciával jelennek meg impulzusok. Az indító 8 generátorban keltett első impulzus (2a ábra) az 1 áramimpulzus-generátor bemenetére jut és indítja azt. Az áramimpulzus-generátor ennek hatására egy első áramimpulzust ad (2b ábra). Ez az impulzus egyrészt a 2 ultrahangsugárzót táplálja, amely a vizsgálandó 3 anyagba ultrahang impulzust ad (2e ábra), másrészt 7 impulzusszámlálót nullázza. Ebben a pillanatban a 7 impulzusszámláló kimenetén megszűnik a feszültség (2d ábra). A számlálás tetszőleges rendszerben, például decimális kóddal történhet. Vizsgáljuk meg most az első ultrahangimpulzus áthaladásának folyamatát: Ez az ultrahangimpulzus a 3 anyagon átjutva a 4 ultrahangvevő kimenetén áramimpulzust (2e ábra) kelt. Az első ultrahangimpulzus kezdete (2c ábrán t -~ 0) és a 4 ultrahangvevő kimenetén keltett ultrahangfrekvenciás áramimpulzus kezdete (2c ábra t—ti) közötti ti idő az áthaladási idő, amely az alábbi öszefüggésnek felel meg: 1 ti' = — (sec) (1.) v ahol 1 a vizsgálandó anyag szemközti falainak távolsága (a 2 ultrahangsugárzó és a 4 ultrahangvevő közötti távolság) méterben v áthaladási sebesség vizsgálandó 3 anyagban m/sec. A 4 ultrahangvevő kimenetén keltett áramimpulzus után az első ultrahangimpulzus még nem csillapodik le, hanem a vizsgált anyag felületéről visszaverődik és csökkent amplitúdóval újra a 4 ultrahangvevőig jut ahol második áramimpulzust vált ki (2e ábra t = ti+2ti). A folyamat ismétlődik, az első ultrahangimpulzus ötször viszszaverődve a 4 ultrahangvevőben harmadik áramimpulzust, majd további áramimpulzusokat vált ki mindaddig, míg amplitúdója elenyészően kicsi lesz. A 4 ultrahangvevőben keltett áramimpulzusok 2ti időközönként keletkeznek, mert az ultrahangimpulzus közben kétszer teszi meg a vizsgált 3 anyag szembenfekvő felületei közötti 1 távolságot (2e ábra). Az első ultrahangimpulzus kezdete (2c ábra t = 0) és az n-ik reflexió által a 4 ultrahangvevőben kiváltott áramimpulzus kezdete közötti Tno idő az alábbi összefüggéssel számítható: Tno = (2n — 1) ti sec) (2.) ahol n = 1, 2, 3, 4 .. . az egy ultrahangimpulzus által a 4 ultrahangvevőben kiváltott áramimpulzus sorszáma. Az egy ultrahangimpulzus visszaverődései során a 4 ultrahangvevőben kiváltott — egyre csökkenő amplitúdójú — impulzusok sora az 5 erősítő bemenetére jut, amely erősítő ezeket az impulzusokat erősíti. Ha az 5 erősítő bemenetére erősítendő áramimpulzusok jutnak, — ezesetben a 4 ultrahangvevőből — akkor az 5 erősítő 8 generátorra csatlakozó kimenetén egyenfeszültség jelenik meg, amely a 8 generátor működését letiltja és az 5 erősítőt optimális erősítésű állapotba vezérli. Az 1 áramimpulzus-generátor kimenetén megjelenő első áramimpulzus után az áramimpulzus-generátor bemenetére az indító 8 generátorból nem jut több impulzus. Mivel azonban a 4 ultrahangvevőben keltett impulzusok egyikének hatására az 1 áramimpulzus-generátor bemenetére impulzus jut, az áramimpulzus-generátor kimenetén mégis megjelenik egy következő áramimpulzus. A mérőberendezés működésének további tárgyalásához szükséges a következő feltételezést tenni: A 4 ultrahangvevőben egy betáplált ultrahangimpulzus hatására keletkező ,,n"-ik impulzusnál (pl. n = 4, azaz 2e ábra t = 7ti esetén) a továbbiakban torzult hullámalak jön létre. Az áttekinthetőség érdekében az egymást követő hullámalakokat egyformán ábrázoltuk (2f ábra). A beállott öngerjesztés üzemmód esetén az n-ik impulzus hullámalakja lényegileg a 2f ábra szerint alakul. A 6 detektorra tehát az erősített impulzusok (2f ábra) sora kerül, ahol az impulzusok amplitúdómodulációt szenvednek. A 6 detektor kimenetét a 2g ábra szerint impulzusok hagyják el. Ezek az impulzusok először impulzusformáláson esnek át, amelynek célja az impulzisfelfutási idő csökkentése (2h ábra) majd a 7 impulzusszámláló számlálja őket. A számlálás célja a beérkező impulzussorból a meghatározott n-ik impulzus kiválasztása, amely n-ik impulzust aztán az 1 áraimiimpulzus-generátor következő kimenő áramimpulzusának indítására használjuk fel. Tegyük fel, hogy n = 4. Ekkor a sorrendben a negyedik impulzusnak a 7 impulzusszámlálóba érkezése pillanatában (2g ábra; t = 7ti) — ahol az impulzusszámláló kimenetén eddig (2d ábra; t<7ti) 0 jel volt — a 7 impulszuszámláló kimenetén egyenfeszültségugrás jelenik meg (2d ábra; t = 7ti), amelynek felfutási ideje nagyságrenddel kisebb, mint az ismert berendezések áramimpulzus-generátort vezérlő impulzusának (félhullám) felfutási ideje. Ez egy nagyságrenddel megnöveli az ultrahang terjedési sebessége meghatározásánál a mérési pontosságot. A 7 impulzusszámláló kimenetén megjelenő egyenfeszültségugrás (2d ábra; t = 7ti) felfutó éle indítja az 1 áramimpulzus-generátort, amely második áramimpulzust ad ki (2b ábra; 7ti) és ezzel az említett módon a folyamat automatikusan folytatódik. Az egyenfeszültségugrás addig van jelen a 7 impulzusszámláló kimenetén, míg annak második bemenetére az 1 áramimpulzus-generátor jele jut és az impulzusszámlálóban T3 időkésleltető 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3