169340. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés ultrahang áthaladási sebességének mérésére
7 169340 8 Az egy ultrahangimpulzus (2c. ábra) reflexióiból adódó impulzussorozat a ,,zárt" állapotú 4 kapcsolón át az 5 erősítő bemenetére jut, amely az impulzusokat erősíti (2f. ábra). Amikor az 5 erősítő bemenetére erősítendő impulzusok jutnak, akkor az erősítő 8 indító generátorra kapcsolt kimenetén egyenfeszültség van jelen, amely egyrészt a 8 indító generátor kimenőjeleit letiltja, másrészt vezérli az 5 erősítő optimális üzemét. Ha tehát az áramimpulzus által keltett ultrahangimpulzus áthalad a 3 vizsgálandó anyagon és annak falain reflektálódik akkor a 8 indító generátor nem ad indítójelet. Mivel azonban az első áramimpulzus után a mérőberendezés autocirkulációs üzemmódja áll be, mégis megjelenik a második és további áramimpulzus az 1 áramimpulzusgenerátor kimenetén. A mérőberendezés működésének további tárgyalásához egy további feltételezést kell figyelembe vennünk (2e. ábra), ami a következő: meghatározott n-számú reflexió után (pl. ha n = 4, 2e. ábra, t = 8 ti) a vázolt folyamat gyakorlatilag eltorzul. Ezt azonban az áttekinthetőség érdekében figyelmen kívül hagyjuk, amikor feltételezzük, hogy az n-ik (esetünkben n - 4) reflexió után a 2e. ábra szerinti folyamat a 2f. ábra szerint alakul, amely a védeni kívánt mérőberendezés tényleges működési folyamatát ábrázolja önrezgő (autocirkulációs) állapotban. Az egy áramimpulzus által gerjesztett ultrahangimpulzus reflexióinak sorából képződött impulzussor az 5 erősítő - kimenetéről erősítés után a 6 detektorba jut, ahol amplitúdómoduláció jön létre. A 6 detektor kimenetén viszonylag hosszú felfutású impulzusok jelennek meg, (2g. ábra), amelyek a 7 impulzusszámláló bemenetére jutnak, ahol először rövid felfutású impulzusokká alakulnak, majd a számlálóban tárolódnak. A számláló az impulzusszámláló bemenetére jutó folyamatos impulzussorból az n-iket - kiválasztja és ennek hatására az 1 áramimpulzus-generátor bemenetére indító feszültségugrást juttat. Az n sorszám — amelynek megfelelő bemenő impulzust (2g. ábra) a 7 impulzusszámláló kiválasztja — a mérőberent'' 'és beállítható. Tételezzük fel, hogy a 7 impulzusszámlálón a mérőberendezés kezelője n = 4-et állított be. Ez azt jelenti, hogy az impulzusszámláló az 1 áramimpulzus-generátor kimenő áramimpulzusából az ultrahang-átalakítóban képzett ultrahangimpulzus negyedik visszatérése hatására — az ultrahang-átalakítóban — keletkezett impulzust választja ki. A negyedik impulzusnak (2g. ábra, t = 8ti) a 7 impulzusszámláló bemenetére érkezésekor az eddig 0 kimenőállapotú impulzusszámláló kimenetén egyenfeszültségugrás (2d. ábra, t = 81!) jelenik meg, amelynek felfutási ideje nagyságrenddel rövidebb, mint az ismert mérőberendezések indítóimpulzusának (amely az ultrahang félhulláma) felfutási ideje, ez a mérőberendezés mérési pontosságát egy nagyságrenddel növeli. Mint a 2d. ábrából látható, a 7 impulzusszámláló kimenetén megjelenő feszültségugrás felfutási ideje független az ultrahang frekvenciájától (2f. ábra), ezért a mérőberendezés mérési pontossága is független az ultrahang félhullámának felfutási idejétől. A 7 impulzusszámláló kimenetén megjelenő fe-5 szültségugrás (2d. ábra, t = 8t,) az 1 áramimpulzus-generátor bemenetére jutva, az annak kimenetén megjelenő második áramimpulzust indítja (2b. ábra, t = 8 tj ) és ezzel a mérőberendezés autocirkulációs üzemmódba megy át. 10 Az autocirkulációs üzemmódra jellemző, hogy az 1 áramimpulzusgenerátor következő áramimpulzusát — késleltetés után az 1 áramimpulzus-generátor bemenetére visszajutva - maga az áramimpulzus-generátor kimenő áramimpulzusa indítja. Ezt a 15 jelenséget nevezhetjük automatikus indításnak is. A feszültségugrás (2d. ábra, t = 8ti) addig van jelen a 7 impulzusszámláló kimenetén, amíg az általa kiváltott áramimpulzus (2b. ábra, t = 8 tt ) a 7 impulzusszámláló második bemenetére jutva, ál-20 landó T3 késleltetés után a 7 impulzusszámlálót nullázza (2b. ábra, t = 8ti +r3 ). Az 1 áramimpulzus-generátor kimenő áramimpulzusa tehát egyrészt meghatározza az indító impulzus T3 hosszát, másrészt nullázza a 7 impulzusszámlálót, a 4 kapcsolót 25 „megszakított" állapotba viszi és a 2 ultrahangsugárzó és -vevőként alkalmazott ultrahang-átalakító gerjesztésével az anyagba hatoló ultrahangimpulzust hoz létre. Az újabb ultrahangimpulzus keltésével a fent 30 vázolt folyamat folytatódik, azaz megismétlődik az első ultrahangimpulzus kezdetétől (2c. ábra, t = 0) az első feszültségugrás megjelenéséig (2d. ábra, t = 8ti) és az ezzel egyidőben induló újabb ultrahangimpulzus indulásáig lejátszódott folyamat. 35 Mivel a kiválasztott reflexió n sorszáma a 7 impulzusszámlálón beállított állandó, t = 8 ti + 8 tt időpontban az 1 áramimpulzus-generátor kimenetén harmadik áramimpulzus jelenik meg (2b. ábra, t = 8ti +8 ti), amely a folyamat megismétlődését 40 újra elindítja. Eközben az indító 8 generátor bemenetén állandóan egyenfeszültség van jelen, ami miatt nem jelennek meg a 8 generátor kimenetén az Fc frekvenciájú indítójelek. A bemenetén jelenlevő 45 egyenfeszültség tehát a 8 indító generátort kikapcsolt állapotban tartja. Az 1 áramimpulzus-generátor második áramimpulzusának megjelenésétől (2b, t = 8 ti ) kezdve a mérőberendezés önrezgő állapotban (autocirkulációs 50 üzemmódban) üzemel, azaz egy zárt áramkör alakul ki, amelyen az áramimpulzusok különböző átalakítások után visszajutnak az 1 áramimpulzus-generátorra. Ez a zárt áramkör (Lábra) az 1 áramimpulzus-generátorból, az ultrahangsugárzóként 55 üzemelő ultrahang-átalakítóból, a 3 vizsgálandó anyagból, az ultrahangvevőként üzemelő ultrahang-átalakítóból, a 4 kapcsolóból, az 5 erősítőből, a 6 detektorból, és a 7 impulzusszámlálóból alakul ki, amely impulzusszámláló kimenete az 1 áramim-60 pulzus-generátor bemenetéhez záródik és ahol az ultrahang-átalakító az 1. ábrán feltüntetett 2 ultrahangsugárzó és -vevő. Ha valamilyen okból —pl. az ultrahang átalakítónak a 3 vizsgálandó anyag felületén történt el-65 tolódása miatt — megszűnik az autocirkuláció, 4
