SU794492A1 - Устройство дл определени проч-НОСТи бЕТОНА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  материалов и изделий и может быть использовано, в частности, дл  контрол  качества продукции заводов сборного железобетона и крупнопанельного домостроени , а также на строительных площадках.

Изобретение основано на измерении времени распространени  колебаний (УЗК) в материале.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  прочности бетона, содержащее последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, триггер разности , подсоединенную к синхронизатору схему задержки и блок цифровой нндикации , выполненный в виде последовательно соединенных счетчика импульсов и генератора счетных импульсов 1. В этом устройстве генератор счетных импульсов выполнен перестраиваемым дл  решени  алгоритма R А (В-t), где R-прочность бетона, А - частота генератора счетных импульсов, В - врем  задержки в схеме задержки , t- врем  распространени  УЗК в

материале, измер емое прибором, преобразующего измер емое устройством врем  распространени  УЗК в прочность с цифровой индикацией результата непосредственно в единицах прочности бетона. Это исключает ручную операцию обработки результата по таблицам и графикам.

Однако известному устройству присущ существенный недостаток - низка  точность измерений, св занна , во-первых, с тем, что отсутствует схема компенсации паразитных задержек времени в схеме устройства и электроакустических преобразовател х , что приводит к систематической погрешности измерени  прочности бетона, в особенности, на малых акустических базах, где эта погрешность может достигать значительных относительных величин. Кроме того, устанавливаемый по индикатору (измерителю длительности импульсов, например частотомеру 43-30) коэффициент В не включает в себ  интервал времени, равный по величине времени компенсации дл  установки пул , котора  в режиме измерени 

прочности приводит к систематической погрешности , достигающей 1,5-3 мкс.

Помимо этого блок-схема устройства не содержит элементов периодического контрол  за правильностью установки коэффициентов А и В, набор и проверка алгоритма требуют иодключени  внешних генератора и частотомера, что нельз  осуществить при длительной эксплуатации устройства вдали от источников питани  переменным током.

В то врем  за счет временного и температурного дрейфа частоты генератора счетных импульсов может возникать систематическа  ошибка измерени  тем больша , чем реже проводитс  проверка установки алгоритма и больше изменение внешних условий .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем устранени  систематической погрешности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено блоком компенсации, включенным между схемой задержки и входом «Стоп триггера разности, триггеромформирователем , схемой установки нул , переключателем рода работы, формирователем контрольного интервала и делителем частоты; триггер-формирователь временного интервала входом «Стоп подсоединен к выходу усилител , входом «Пуск через схему установки нул  - к синхронизатору, одним выходом - ко входу «Пуск триггера разности, другим выходом через переключатель рода работы - к блоку цифровой индикации , к которому также через переключатель подсоединены выход триггера разности и формировател  контрольного интервала , который через делитель частоты подсоединен к генератору счетных импульсов блока цифровой индикации, а выход схемы задержки дополнительно подсоединен через переключатель рода работы к блоку цифровой индикации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений при работе устройства.

Устройство дл  определени  прочности бетона содержит синхронизатор 1, соединенные с ним последовательно генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий и приемный электроакустические преобразователи 3 и 4, усилитель 5, соединенный со входом «Стоп триггера-формировател  6 временного интервала, вход «Пуск которого через схему 7 установки нул  подсоединен к синхронизатору 1, а выход соединен со входом «Пуск триггера 8 разности и через переключатель 9 рода работы - с блоком 10 цифровой индикации. Синхронизатор 1 через схему 11 задержки и схему 12 компенсации соединен со входом «Стоп триггера 8 разности. Выходы схемы 11 задержки и триггера 8 разности через переключатель 9 рода работы подсоединены к блоку 10 цифровой индикации.

Блок 10 цифровой индикации состоит из счетчика 13 импульсов и генератора 14 счетных импульсов. Выход последнего подключен к счетчику 13 импульсов и через делитель 15 частоты подключен ко входу формировател  16 контрольного интервала, выход которого через переключатель 9 рода работы подключен к блоку 10 цифровой индикации . Преобразователи 3 и 4 размещают напротив по разные стороны контролируемой плиты 17. Работает устройство следующим образом.

Синхронизатор 1 определ ет частоту посылок генератора 2 зондирующих импульсов и синхронизует работу всех остальных блоков устройства (эпюра 18, фиг. 2). Ультразвуковые колебани  19 генератора 2 зондирующих импульсов через излучающий электроакустический преобразователь 3 ввод тс  в контролируемое изделие 17 и, пройд  его через врем  t, улавливаютс  приемным электроакустическим преобразователем 4 и усиливаютс  усилителем 5 (20). На вход «Пуск триггера-формировател  6 временного интервала с частотой посылок поступают импульсы синхронизатора 1, задержанные на врем  4 (21) по отношению

к моменту срабатывани  генератора 2 зондирующих импульсов с целью компенсации паразитных задержек времени в электронном блоке и электроакустических преобразовател х . На вход «Стоп триггера-формировател  6 временного интервала поступают импульсы фронта прин того ультразвукового сигнала (20) с выхода усилител  5. Таким образом, на выходе триггера-формировател  6 формируетс  пр моугольный

импульс (22), равный времени распространени  УЗК в плите. Эти импульсы в режиме измерени  времени распространени  УЗК (положение I переключател  9 рода работы - фиг. 1) поступают на счетчик 13 импульсов блока 10 цифровой индикации и служат дл  компенсации паразитных задержек tf, при регулировке схемы 7 установки нул . После проведени  компенсации длительность импульса (22) триггера-формировател  6 становитс  равной (), т. е. истинному времени распространени  УЗК в плите 17. Это врем  в положении I переключател  9 рода работы поступает в блок 10 цифровой индикации (23) и индицируетс  счетчиком 13 импульсов при заполнении кварцованной частоты от генератора 14 счетных импульсов.

Одновременно с регулировкой схемы 7 установки нул  производитс  регулировка

схемы 12 компенсации, на которой также устанавливаетс  врем  задержки, равное t. На генераторе 14 счетных импульсов блока 10 цифровой индикации устанавливаетс  заданна  величина коэффициента А алгоритма . Частота А (24) в положении II переключател  9 рода работы заполн ет интервал Т (25), сформированный формирователем 16 контрольного интервала, и поступает дл  индикации в цифровой форме на счетчик 13 импульсов (26).

Синхронизатор 1 запускает схему И задержки , регулиру  которую по счетчику 13 импульсов в положении III переключател  9 рода работы устанавливают на величину коэффициента В алгоритма (27). Период В индицируетс  в цифровой форме счетчиком 13 импульсов при заполнении кварцованной частотой от генератора 14 счетных импульсов (28).

Схема 11 задержки задним фронтом импульса В (27) запускает схему 12 компенсации , котора , как уже отмечалось выше, вырабатывает компенсирующий импульс длительностью tu (29).

Задний фронт импульса (29) триггераформировател  6 временного интервала запускает триггер 8 разности, а задний фронт импульса (29) схемы 12 компенсации возвращает триггер 8 в исходное состо ние. Таким образом, на выходе триггера 8 разности формируетс  пр моугольный импульс (30), длительность которого равна разности

(B + t,)-(,}(B-f).

Этот импульс при положении IV переключател  9 рода работы поступает на счетчик 13 импульсов блока 10 цифровой индикации, где происходит его заполнение импульсами с частотой А (24), вырабатываемыми генератором 14 счетных импульсов (31). При этом в цифровой форме на счетчике 13 импульсов индицируетс  алгоритм

R AlB-tl,

который  вл етс  апроксимацией, полученной опытным путем в соответствии с ГОСТ 17624-72 коррел ционной кривой, св зывающей врем  распространени  t УЗК в материале с величиной прочности бетона на сжатие R.

Таким образом, производитс  непосредственное измерение качества материала с индикацией результата в единицах прочности бетона без необходимости дополнительной математической обработки результата измерений .Использование изобретени  позволит производить ультразвуковой контроль качества бетона с индикацией результата измерений в единицах прочности бетона. При этом измерение осуществл етс  с высокой точностью , так как в индицируемом результате устранена систематическа  погрешность измерений , равна  и. Кроме того, при измерени х оператор имеет возможность систематически провер ть правильность установки коэффициентов Л и В алгоритма, т. е. периодически устран ть дополнительную систематическую погрешность, возникающую за счет неизбежного изменени  величины временной задержки В в схеме задержки и частоты А генератора счетных импульсов с изменением температуры в течение рабочего дн .

Claims (2)

1.Устройство дл  определени  прочности бетона, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель , триггер разности, подсоединенную к

синхронизатору схему задержки и блок цифровой индикации, выполненный в виде последовательно соединенных счетчика импульсов и генератора счетных импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем устранени  систематической погрешности измерений , оно снабжено блоком компенсации, включенным между схемой задержки и входом «Стоп триггера разности, триггеромформирователем , схемой установки нул , переключателем рода работы, формирователем контрольного интервала и делителем частоты, триггер-формирователь временного интервала входом «Стоп подсоединен к выходу усилител , входом «Пуск через схему установки нул  - к синхронизатору, одним выходом - ко входу «Пуск триггера разности , другим выходом - через переключатель рода работы - к блоку цифровой индикации , к которому также через переключатель подсоединены выход триггера разности и формировател  контрольного интервала , который через делитель частоты подсоединен к генератору счетных импульсов блока цифровой индикации.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что выход схемы задержки дополнительно подсоединен через переключатель рода работы к блоку цифровой индикации.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 442422, кл. G 01N 33/38, 1972 (прототип).