SU1749824A1

SU1749824A1 - Ultrasonic device for testing fibrous tape linear density

Info

Publication number: SU1749824A1
Application number: SU904804719A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Иливанов; Юрий Викторович Кандрин; Геннадий Владимирович Поляев; Василий Арсентьевич Цымбалист
Original assignee: Алтайский Сельскохозяйственный Институт
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Изобретение относитс к области неразрушающих средств и методов контрол и может быть использовано дл ультразвукового контрол неровности и линейной плотности волокнистой ленты в текстильной промышленности. Цель изобретени - повышение точности контрол . Возбуждаемые симметрично установленными относительно оси формирующего канала 2 на рассто нии, равном половине диаметра пьезоэлемента, пьезоэлементами излучател 3 ультразвуковые колебани передаютс накладке 10, излучаютс ею в волокнистую ленту, пропускаемую через формирующий канал 2, и воспринимаютс пьезоэлементом поиемиика 4. 4 ил. в .7 .^4:^ Ч) 00N) 4bw1>&The invention relates to the field of non-destructive agents and methods of control and can be used for ultrasonic testing of the roughness and linear density of fibrous tape in the textile industry. The purpose of the invention is to improve the accuracy of control. The ultrasonic oscillations transmitted symmetrically established relative to the axis of the forming channel 2 at a distance equal to half the diameter of the piezoelectric element by the piezoelectric elements of the emitter 3 are transmitted to the strip 10, are transmitted by the piezoelectric element 4 and are perceived by the piezoelectric element 4 and 4 and 4 in .7. ^ 4: ^ ×) 00N) 4bw1 > &

Description

Изобретение относитс к неразрушающим средствам и методам ультразвукового контрол и может быть использовано дл контрол неровности и линейной плотности волокнистой ленты в текстильной промышленности .The invention relates to non-destructive agents and methods of ultrasound testing and can be used to control the roughness and linear density of a fiber tape in the textile industry.

Известен ультразвуковой датчик линейной плотности волокнистого материала, преимущественно ленты, содержащий корпус с формирующим каналом, перпендикул рно которому расположен измерительный акустический канал с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, выполненных в виде самосто тельных модулей, каждый из которых представл ет собой металлический стакан с установленным в нем пьезоэлементом о акустической и электроизол ционной оболочке.An ultrasonic sensor of linear density of a fibrous material, preferably a tape, is known, comprising a housing with a shaping channel, perpendicular to which a measuring acoustic channel is located with an emitter and a receiver of ultrasonic vibrations made in the form of independent modules, each of which is a metal cup piezoelectric element about acoustic and electrically insulating shell.

Известный датчик не обеспечивает высокую точность контрол из-за неравномерной интенсивности ультразвуковых колебаний по поверхности прозвучиваемого материала в формирующем канале. Эта неравномерность обусловлена тем, что в известном датчике дл возбуждени ультразвуковых колебаний используетс вс рабоча поверхность излучающего пьезоэлемента , размеры которого определены размерами прозвучиваемой зоны и формирующего канала, а контролируемый продукт размещаетс непосредственно у поверхности излучател , т.е. в ближней зоне. Характеристики акустического пол по сечению ультразвукового пучка (интенсивность, звуKotsoe давление и т.д.) имеют сравнительно высокую неравномерность, причем наибольшую в ближней зоне.The known sensor does not provide high accuracy of control due to the uneven intensity of ultrasonic vibrations on the surface of the sounding material in the forming channel. This non-uniformity is due to the fact that in the known sensor for the excitation of ultrasonic vibrations, the entire working surface of the radiating piezoelectric element is used, the dimensions of which are determined by the dimensions of the zone to be heard and the forming channel, and the controlled product is placed directly at the surface of the radiator, i.e. in the near zone. Acoustic floor characteristics over the cross section of an ultrasonic beam (intensity, sound pressure, etc.) have a relatively high unevenness, with the greatest in the near zone.

Таким образом, при любом неравномерном заполнении волокнистым материалом прозвучиваемой зоны формирующего канала возникает ошибка измерений.Thus, for any uneven filling of the forming zone of the forming channel with the fibrous material, a measurement error occurs.

Известно устройство дл ультразвукового контрол линейной плотности волокнистой ленты, содержащее корпус с формирующим каналом, соосно установленные на противоположных сторонах канала излучатель и приемник с пьезоэлементами и демпферами, электрически и акустически изолированные от корпуса, пассивную накладку в виде диска с пр моугольным выступом, установленную на рабочей поверхности пьезозлемента излучател , причем диаметр d накладки равен диаметру излучател , высота меньше -тA device for ultrasonic monitoring of the linear density of a fibrous tape, comprising a body with a forming channel, an emitter and receiver coaxially mounted on opposite sides of the channel, and a receiver with piezoelectric elements and dampers electrically and acoustically isolated from the body, a passive disc in the form of a disk with a rectangular protrusion mounted on the working the surface of the piezoelectric transducer, with the diameter d of the lining equal to the diameter of the radiator, the height is less than-t

звол ет получить высокую точность измерений .allows to obtain high measurement accuracy.

Однако при значительной анизотропии пьезозлемента излучател известное устройство не позвол ет получить высокую точность измерений. Это объ сн етс тем. что характеристика акустического пол в этом случае будет неравномерной.However, with a significant anisotropy of the piezoelectric transducer of the radiator, the known device does not allow obtaining high measurement accuracy. This is so. that the characteristic of the acoustic floor in this case will be uneven.

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол путем получени равномерной характеристики акустического пол излучател .The aim of the invention is to improve the accuracy of control by obtaining a uniform characteristic of the acoustic field of the radiator.

На фиг, 1 и 2 изображено устройство дл ультразвукового контрол : на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез на фиг. 3.Figs. 1 and 2 show an ultrasound control device: Figs. 3 shows section A-A in FIG. one; in fig. 4 shows a section in FIG. 3

Устройство дл ультразвукового контрол линейной плотности волокнистой ленты содержит корпус 1, в котором выполненA device for ultrasonic monitoring of the linear density of a fiber tape includes a housing 1 in which

формирующий канал 2, соосно установленные на противоположных сторонах канала излучатель 3 и приемник 4 ультразвуковых колебаний. Излучатель 3 и приемник 4 выполнены каждый в виде металлического стакана 5, в котором установлен пьезоэлемент 6, демпфер 7 и звуко- и электроизол ционные прокладки 8. Излучатель 3 содержит второй пьезоэлемент 9 и пассивную пр моугольную накладку 10, котора установленаforming channel 2, coaxially mounted on opposite sides of the channel emitter 3 and receiver 4 ultrasonic vibrations. The emitter 3 and the receiver 4 are each made in the form of a metal cup 5 in which a piezoelectric element 6, a damper 7 and sound and electrical insulation pads 8 are installed. The emitter 3 contains a second piezoelectric element 9 and a passive rectangular pad 10, which is installed

на рабочей поверхности пьезоэлементов 6 и 9 излучател 3. Ширина накладки 10 равна диаметру пьезоэлймента 6 излучател 3. высота ее меньше 1/4 длины волны Я ультразвука в материале накладки. Рассто ниеon the working surface of the piezoelectric elements 6 and 9 of the emitter 3. The width of the lining 10 is equal to the diameter of the piezoelectric element 6 of the emitter 3. its height is less than 1/4 of the wavelength I of ultrasound in the material of the lining. Distance

между пьезоэлементами 6 и 9 излучател 3 равно половине диаметра одного из них. Накладка 10 установлена в окне формирующего канала 2 с зазором, обеспечивающим ее свободное колебание. Боковые стенки 11between piezoelectric elements 6 and 9, the radiator 3 is equal to half the diameter of one of them. Plate 10 is installed in the window forming channel 2 with a gap to ensure its free oscillation. Side walls 11

формирующего канала 2 в зоне установки излучател 3 выполнены из звукопоглощающего материала (например, войлока). Дл снижени трени волокнистой ленты при движении по формирующему каналу 2 звукопоглощающий материал стенок 11 отделен от него металлической фольгой 12. Приемник. 4 с пьезоэлементом 6 расположен с зазором относительно стенки формирующего канала 2 и закрыт сеткой 13.forming channel 2 in the installation area of the radiator 3 is made of sound-absorbing material (for example, felt). In order to reduce the friction of the fibrous tape when moving along the forming channel 2, the sound-absorbing material of the walls 11 is separated from it by a metal foil 12. The receiver. 4 with a piezoelectric element 6 is located with a gap relative to the wall of the forming channel 2 and is closed by a grid 13.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Волокнистую ленту пропускают через формирующий канал 2, где за счет сжати стенками ей придаетс посто нна площадьThe fibrous tape is passed through the forming channel 2, where a constant area is attached to it due to compression by the walls.

Увеличение массы волокна вызывает увеличение затухани ультразвука, и следовательно , снижение уровн сигнала приемника 4. По амплитуде сигнала на нем суд т о линейной плотности волокнистой ленты. Колебани , возбуждаемые поверхностью накладки 10, наход щейс за пределами формирующего канала 2, гас тс звукопоглощающим материалом боковых стенок. Этим устран ютс также интерференционные влени .An increase in the fiber mass causes an increase in the attenuation of ultrasound, and therefore a decrease in the signal level of receiver 4. The amplitude of the signal on it determines the linear density of the fiber tape. The oscillations excited by the surface of the lining 10, which is outside the forming channel 2, are damped out by the sound-absorbing material of the side walls. This also eliminates interference phenomena.

Claims

Thus, due to the implementation of the radiator in the form of two piezoelectric elements. symmetrically set with respect to the axis of the forming channel at a distance equal to half the diameter of the piezoelectric element, the difference in the amplitudes of the vibrational displacement of different parts of the radiating surface is less than for one piezoelement or two piezoelements, but installed at a distance equal to half the diameter of the piezoelectric element. The generated ultrasound beam with a uniform intensity over the sounding surface makes it possible to increase the control accuracy. Apparatus of the Invention A device for ultrasonic monitoring of the linear density of a fiber tape, comprising a housing with a forming channel, an emitter and receiver coaxially mounted on opposite sides of the channel with a piezoelectric element and dampers, electrically and acoustically isolated from the housing, a passive pad mounted on the working surface of the piezoelectric element characterized by , what. In order to increase the accuracy of control, the emitter is made in the form of two piezoelements, symmetrically installed with respect to the axis of the forming channel at a distance equal to half the diameter of the piezoelement.