CH445136A - Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un objet - Google Patents

Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un objet

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CH445136A
CH445136A CH1716765A CH1716765A CH445136A CH 445136 A CH445136 A CH 445136A CH 1716765 A CH1716765 A CH 1716765A CH 1716765 A CH1716765 A CH 1716765A CH 445136 A CH445136 A CH 445136A
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CH
Switzerland
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duration
pulse
circuit
transistor
pulses
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CH1716765A
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Charbonnier Roger
Picot Clement
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Rochar Electronique
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Description


  



  Dispositif de mesure de 1'épaisseur   d'un    objet
 Pour effectuer la mesure de   l'épaisseur    d'objets par le moyen d'ondes ultrasonores, on   utilise    deux méthodes principales   : pat résonance et    par réflexion.



   La méthode'par résonance a le grand avantage de permettre la mesure des épaisseurs inférieures au millimètre mais par   contre : elle présente,    de nombreux in   convénients. Tout d'abord    le matériau qui constitue l'objet à mesurer ne doit pas être trop absorbant pour qu'un phénomène de résonance puisse être créé entre les faces en regarda lesquelles faces doivent en outre être   suffisamment planer et parallèles. Comme des,    résonances multiples peuvent se produire, des   diffa-      cultés particulières d'interprétation, se présentent    qui imposent un-appareillage complexe de mise en ouvre dont l'utilisation est souvent difficile.



   La méthode par réflexion est très employée, mais son utilisation est limitée à la mesure des épaisseurs :   supérieures à 2 mm.    Ceci vient de la difficulté qu'il y a   a    réaliser des impulsions ultrasonores de largeur faible devant la durée de leur temps de transit dans le matériau. La fréquence maximale des vibrations acoustiques utilisées est de 15 mégacycles environ et, dans ce cas, la durée de l'impulsion émise est approximativement de 0, 5 microseconde. La mesure du temps qui sépare deux échos de fond successifs, c'est-à-dire deux échos produits par la face de 1'objet opposée a celle en contact avec le transducteur, est proportion  nelle à l'épaisseur dudit objet. Dans le,    cas de l'acier, une épaisseur d'un millimètre donne deux échos distants de 0, 3 microseconde.



   Dans ce type d'appareils, 1'épaisseur peut être lue de trois façons   :    sur un tube cathodique, sur un tambour gradué ou sur un appareil à aiguille. Un étalonnage pour chaque type de matériau et plusieurs réglages préalables sont nécessaires avant toute mesure.



  En   outre,, et notamment dans le cas. des appareils à    tube cathodique, la lecture du résultat est relativement malaisée et imprécise.



   La présente invention a pour objet un dispositif de mesure de l'épaisseur   d'w : r objet, comprenant    un   transducteur piézo-électrique ultrasonore destiné à etre    mis en contact acoustique avec l'objet à mesurer et relie   a    un circuit   d'émission    d'impulsions et   a    un circuit de réception comprenant   lui-même    un amplifiateur et des moyens de sélection capables de sélectionner deux échos de fonds   déterminés.   



   Son but est de réaliser un appareil de mesure de ce genre dans lequel l'affichage du résultat soit   pré-    senté sous forme numérique en utilisant un compteur chronomètre à faible performance donc peu onéreux.



   Pour cela, le dispositif selon   l'invention    est carac  térisé    en ce que lesdits moyens de sélection comprennent un circuit capable de délivrer une impulsion de mesure   d'une    durée égale au temps séparant ces deux échos et d'appliquer ladite, impulsion à l'entrée   d'un    circuit multiplicateur de   duirée ;

   à. coefficient    de multi  plication    réglable dont la sortie, est reliée à l'entrée d'un compteur chronomètre affichant un nombre proportionnel   Åa    cette durée, le tout étant agencé de façon qu'en   donnant    au coefficient de multiplication une valeur proportionnelle à la vitesse de propagation des ondes acoustiques dans le matériau constituant l'objet   Åa    mesurer le nombre affiché par le compteur soit pro  portionnel    à l'épaisseur de cet objet.



   La valeur du coefficient de multiplication dont on affecte l'impulsion de mesure peut être déterminée au   préalable d'une manière expérimentale,,    au moyen   d'une mesure réaEsée sur un ec'hantillon d'épaisseur    connue et de nature identique à celle de l'objet à mesurer. Il suffit de régler le coefficient de multiplication de   façon que l'indcation aflïchée par le c ; hro-      nomètre    corresponde à l'épaisseur connue de   l'échan-    tillon. 



   Dans une forme d'exécution particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention, il est prévu d'incorporer aux circuits de mesure des moyens qui constituent un indicateur de bon fonctionnement.



   Grâce à cette disposition, l'opérateur dispose en permanence d'une information relative à la qualité de la mesure effectuée, cette information étant constituée par exemple, par l'allumage d'une lampe témoin au néon dans le cas de mauvais fonctionnement.



   Dans une forme d'exécution préférée, le dispositif indicateur de bon fonctionnement est agencé de façon à effectuer à chaque cycle, c'est-à-dire lors de chaque impulsion fournie par le circuit d'émission, une comparaison entre les durées relatives d'une impulsion de mesure et d'une impulsion de contrôle obtenues à partir de trois échos de fond successifs et sélectionnés, de manière à vérifier que la durée de l'impulsion de contrôle, déterminée par le temps s'écoulant entre le second et le troisième ou le premier et le second des échos de fond est la moitié, à un coefficient d'erreur près, de la durée de l'impulsion de mesure déterminée par le premier et le troisième desdits échos de fond.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.



   La fig. 1 représente le schéma du dispositif selon l'invention.



   La fig. 2, des signaux prélevés en divers points du schéma de la fig. 1.



   La fig. 3, un circuit de multiplication de durée d'impulsion.



   Selon la fig. 1, 10 est une plaque dont on désire mesurer l'épaisseur et 12 un transducteur   piézo-élec-    trique en contact acoustique (par exemple au moyen d'une goutte d'huile) avec la plaque 10. Un émetteur 14, déclenché par une base de temps 16, est connecté au transducteur 12, lequel est par ailleurs relié à l'entrée d'un amplificateur de réception 18 suivi d'un circuit de détection et de filtrage-20 et d'un circuit trigger 22. A la suite du circuit 22 est placée-une porte 24 possédant une électrode de commande de fermeture 25 et une sortie connectée à l'entrée d'une série de trois bascules bistables 26, 28 et 30, lesquelles possèdent chacune une électrode de remise à zéro (27, 29, 31) connectée à la sortie de la base de temps 16.



  La sortie 1 de la bascule 26 et la sortie   1-(sur    la fig. 2) de la bascule 28 sont toutes deux appliquées à l'entrée d'un circuit logique ET 32. La sortie de la bascule 30 est connectée à l'électrode 25 de la porte 24. La sortie 1 de la bascule 28 est également connectée à rentrée d'un circuit multiplicateur de durée 34 du type décrit à la fig. 3 ci-après. Le coefficient X de multiplication de durée du circuit 34 peut varier entre 25 et 75 environ. La sortie   Ss2      (fig.    2) du circuit 32 est appliquée à un autre circuit multiplicateur de durée 36, lequel est un coefficient de multiplication égal à 2X.

   Les circuits 34 et 36 sont connectés à la sortie d'un même dispositif 38 de réglage de courant, les variations dudit courant déterminant la valeur   duparamètre    X qui intervient dans les coefficients multiplicateurs de durée des circuits 34 et 36. La sortie du circuit 34 est appliquée à l'entrée d'un oscillateur déclenché 40, lequel est branché sur un compteur décimal 42 à trois chiffres.



  Dans le cas particulier de la fig. 1, le compteur décimal 42 est adapté à afficher, au dixième de millimètre près, des épaisseurs pouvant aller jusqu'à 99, 9    mm.   



   Les signaux de sortie S34 et   S36      (fig.    2) des circuits multiplicateurs 34 et 36 sont respectivement appliqués à des circuits différentiateurs   44    et   48 adaptés à déli-    vrer une impulsion négative à l'instant d'apparition des fronts arrière des signaux produits par les circuits multiplicateurs 34 et 36. Les impulsions de sortie des circuits différentiateurs 44 et 48 sont appliquées à l'entrée d'un circuit logique OU 46 dont la sortie est connectée à l'électrode de remise à   l'état    passif d'une bascule bistable 50, l'électrode de mise à   l'état    actif de ladite bascule étant réunie à travers un circuit différentiateur 52 identique aux circuits 44 et 48, à la sortie 1 de la bascule 28.

   L'impulsion   S 0      (fig.    2) délivrée par la   bascule bistable    50 est appliquée à un troisième étage multiplicateur de durée dont le coefficient de multiplication égale   (a+l),    le coefficient a égalant par exemple 0, 01. La sortie   S ! 4 (fig.    2) de l'étage 54 est appliquée à un circuit différentiateur 56 identique à 44, lequel délivre une impulsion S-, et est réuni à un circuit de retard 58 introduisant un délai d'une microseconde.



  La sortie   S, 8    du circuit à retard 58 est appliquée à l'entrée de mise à l'état actif d'une bascule bistable 60 dont l'entrée 61 de remise à l'état passif est connectée à la sortie de la base de temps 16. La sortie de la bascule    e    60 est appliquée à l'électrode de commande d'ouverture d'une porte 62 dont l'entrée est connectée à la sortie du circuit logique OU 46. La sortie de la porte 62 est appliquée à l'entrée de mise à l'état actif   d'une    bascule   bistable    64, laquelle comporte une entrée 65 de remise à l'état passif réunie à la sortie de la base de temps 16.



  La bascule bistable. 64 est adaptée, lorsqu'elle est à l'état actif, à allumer un néon 66.



   Le circuit base de temps 16 délivre des impulsions dont la fréquence est de quelques dizaines de cycles par seconde. A chaque impulsion fournie par la base de temps 16, 1'émetteur 14 applique au transducteur piézoélectrique 12 une impulsion de tension de plusieurs dizaines de volts dont la durée est d'une microseconde environ. A la suite de cette excitation, le transducteur piézo-électrique 12 oscille sur sa fréquence propre (choisie de 5 à 15 mégacycles en fonction inverse des épaisseurs à mesurer). Le transducteur 12 étant généralement équipé d'un amortisseur en matériau hétérogène (poudre dense noyée dans un plastique   thermodurcis-    sable), les oscillations libres du transducteur durent au plus quelques cycles.

   Une brève impulsion acoustique est appliquée à la plaque 10 et une série d'échos divers (de surface et de fond) est ensuite reçue par le transducteur 12 et transmise à l'amplificateur de réception   18.   



  Après détection et filtrage par l'étage 20, on obtient un signal   S20 représenté à    la fig. 2 : to étant l'impulsion d'émission,   tt    un écho de surface, ts à   tÏ    une série d'échos de fond et   tg    un autre écho de surface, etc.



  Comme seuls les échos de fond sont intéressants pour effectuer la mesure d'épaisseurs, l'écho   t,    doit être négligé.



   A l'instant d'émission, la base de temps 16 fournit aux bascules 26, 28 et 30 une impulsion de remise à zéro qui a pour effet de placer lesdites bascules dans un état passif. Dans ces conditions, la porte 24 qui est fermée lorsque la bascule 30 est à l'état actif, se trouve ouverte.



   L'ensemble des bascules 26, 28 et 30. constitue un étage diviseur binaire. La première impulsion qui est   appliquée audit étage est l'impulsion t puisqu'on syn-      chronisme    avec   l'impulsion to    les bascules 26, 28, 30 ont été remises à l'état passif. La bascule 26 présente sur sa sortie 1 un état actif pendant les instants qui séparent les impulsions   tt-t2    d'une part, et t3-t4 d'autre part. La sortie 1 de la bascule 28 se trouve dans ces conditions à l'état actif pendant le temps qui sépare les impulsions   t    et   t4.    Le signal   S28 (fig.    2) illustre cet état.



     A    la sortie du circuit logique ET 32, lequel reçoit la sortie 1 de la bascule 28 et la sortie 1 de la bascule 26, apparaît l'impulsion   S32    dont la durée est égale au temps qui sépare les impulsions t2 et   t3.    Lorsque l'impulsion   t4    est appliquée aux bascules 26, 28 et 30, les bascules 26 et 28 repassent à l'état passif cependant que la bascule 30 passe à l'état actif, ce qui provoque la fermeture de la porte 24. Dans ces conditions, les différents échos reçus par le transducteur 12 après t4 ne sont pas transmis aux circuits de calcul.



   On appelle At le temps qui sépare les échos t3 et t2 et   (l+±) At le    temps qui sépare les échos t4 et   t3.    En conséquence, le signal   S28    a une durée de   (2+e)    At et   S32    une durée de   At.    Les signaux   S28    et   S32    sont ensuite respectivement appliqués aux circuits multiplicateurs de durée 34 et 36.



   Selon une caractéristique particulière du dispositif décrit, un circuit multiplicateur de la durée d'une impulsion comprend une capacité adaptée à être chargée pendant la durée t de ladite impulsion par la différence   (ici-   
I2) de deux courants   L    et I2, puis déchargée par le seul courant I1 jusqu'à ce qu'elle reprenne son potentiel initial, le temps total pendant lequel ladite capacité est chargée à un potentiel différent de son potentiel initial est déterminé par un circuit comparateur d'amplitudes à sortie binaire, ladite sortie binaire étant l'impulsion recherchée dont la durée égale   12t/Il.   



   Grâce à un tel circuit, on peut multiplier la durée de l'impulsion t par un coefficient important, 100 ou 200 par exemple.



   A titre d'exemple, on va maintenant, en référence à la fig. 3, décrire un tel circuit de multiplication.



   Sur la fig. 3, Si est un transistor pnp dont la base est reliée à une source de potentiel de +6 volts, et l'émetteur réuni à une résistance Ri alimentée par une source   de + 12    volts. Un condensateur C est placé entre le collecteur du transistor Si et la masse. L'émetteur du transistor   S,    est d'autre part relié à l'émetteur d'un transistor   S2      identique à Sl    dont le collecteur est mis à la masse.



   Le condensateur C est relié au collecteur d'un transistor npn   S3    dont la base est reliée à une source de -6 volts et l'émetteur connecté à une résistance   R2    alimentée par une source de-12 volts. L'émetteur du transistor   S3    est également relié à l'émetteur d'un transistor   S4    identique à   S3    dont le collecteur est relié à la masse. La base du transistor   S4    est alimentée par une source d'impulsions d'entrée I. S. qui fait passer le po  tentiel    de ladite base de-5 volts en l'absence d'impulsions   à-7    volts pendant la durée d'une impulsion.



   Le condensateur C est, d'autre part, relié à la base d'un transistor npn   S0    dont l'émetteur est à la masse et le collecteur relié à la base du transistor S2 et à une résistance   R3    laquelle est alimentée par la source de -12 volts. L'impulsion de sortie du circuit de calcul ainsi constitué est prélevée sur le collecteur du trans  istor Sg.   



   En l'absence d'une impulsion d'entrée sur la base du   transistor¯S4,-la tension de ¯5    volts appliquée à cette base place le transistor   S4-en état    de conduction. Une tension sensiblement égale   a-5    volts apparaît sur l'émetteur de   Su, ce    qui a pour effet de bloquer le transistor npn S3 dont la base est   à-6    volts.



   L'ensemble constitué par les transistors Sl,   S2,      S     et le condensateur C forme une boucle de contreréaction qui a pour effet de créer aux bornes du condensateur C une tension de repos légèrement supérieure à la tension de déblocage du transistor   S6.    Le e transistor Si fournit le courant de base nécessaire au fonctionnement du transistor   S .    On remarquera que si le courant qui traverse Ri varie pour une raison quelconque, la tension de repos du condensateur C et le courant de base du transistor   S0    qui traverse SI en seront très peu modifiés, cependant que le transistor S2 absorbera la quasi-totalité de cette variation.



   Quand la source d'impulsions d'entrée applique à la base du transistor   S4    une impulsion de durée t semblable à celle représentée sur la fig. 3, le transistor S4 se bloque cependant que le transistor S3 devient pas  sant. Comme    le transistor   SS    fonctionne base commune, un courant   I2    déterminé par la résistance R2 et les deux sources de tension alimentant le transistor traverse le condensateur C et le transistor   S3.    La tension aux bornes du condensateur C baisse immédiatement.

   Cette variation est amplifiée par le transistor   Sg    et par le transistor   S2 ce    qui a rapidement pour effet de placer à l'état de blocage le transistor   S*2 et,    par contre, de faire passer à travers le transistor S1 monté base commune un courant Il déterminé par la résistance   R :    et les deux sources d'alimentation du transistor. Pendant la durée de l'impulsion t, un courant   In-in    charge donc le condensateur C.



   Dans le cas particulier de la réalisation décrite, il est indispensable que   Iw2    soit plus grand que   Il.    En conséquence, la tension aux bornes du condensateur C décroît d'une manière linéaire ainsi que cela est représent6 à la fig. 3.



   A la fin de l'impulsion t, le condensateur C a pris une variation de charge   Q-Qo    =   (L-I)    t. Dès que l'impulsion t disparaît, le transistor S4 redevient   immé-    diatement passant cependant-que le transistor S3 se bloque et que   S     et S2 demeurent bloqués. Dans ces conditions, seul le courant Il continue à alimenter le condensateur C.



   La tension aux bornes de C remonte donc d'une manière linéaire jusqu'à ce que ladite tension atteigne à nouveau le seuil de déblocage du transistor   S0.    A cet instant précis, le transistor   S0 recommence à    conduire et un courant qui croît rapidement traverse la résistance   R.    Ceci a pour effet de placer le transistor   S2    en état de conduction et de dériver à travers ledit transistor S2 la quasi-totalité du courant Il pour ne plus laisser passer à travers le transistor Si que le courant nécessaire à l'alimentation de la base du transistor   S0.    On retrouve donc à cet instant précis l'état de repos dans lequel-se trouvait le circuit avant l'application de l'impulsion de durée t.

   Le temps T que met le condensateur C pour perdre la charge   (Q-Qo) prise pendant l'impulsion    de durée   t,    et donc pour retrouver son état initial, est défini par   I1.      T-= Q-Qo. Ces    relations donnent   immédia-    tement   T/t      =      I2/Ii-1.    Comme les tensions d'alimentation des transistors Si   et S3    sont égaIes   en valeur abso-    lue, T/t   =      (Ri/R2)-l.    Le créneau qui apparaît sur le collecteur   du transistor Sg    a une durée égale au temps de blocage dudit transistor   c'est-à-dere    (t+T), soit   (Ri/Rt,

      
 Ce dispositif constitue donc un circuit   multiplica-    teur de durée qui délivre une impulsion de sortie de durée proportionnelle à la durée de l'impulsion de commande t, le coefficient de proportionnalité étant, dans le cas particulier de la réalisation décrite, égal au   rap-    port des résistances Ri et   R2.    Comme Ri peut être très   grand par rapport a R2, le circuit de multiplication de    durée ainsi réalisé peut avoir un coefficient multiplicateur qui peut atteindre plusieurs centaines.



   Dans un dispositif à ultra-sons pour mesurer l'épaisseur des objets, l'intérêt du circuit multiplicateur de durée 34 est de permettre d'utiliser un compteur à faibles performances (donc peu onéreux) tel que le compteur   42    pour mesurer la durée de l'impulsion   S28    dont la durée peut, dans le cas des faibles épaisseurs, se chiffrer en dizaines de nanosecondes.



   Dans le cas particulier des circuits multiplicateurs 34 et 36 les courants   I'    et   rt2    de charge des condensateurs du circuit 34 et du circuit 36 ont une valeur constante avec   I"2    =   2I'2,    cependant que les courants   Fi    et   I"i    de décharge desdits condensateurs sont variables et   que I'. On comprend donc, qu'à    raide   d'un    dispositif unique de réglage de courant 38, on puisse en permanence faire varier le courant Il et donner au coefficient de multiplication des circuits 34 et 36 des valeurs respectivement égales à X et 2X, avec
X variant comme il a été dit ci-dessus, de 25 à 75 environ.



   En pratique, les résistances Ri sont chacune formées d'une résistance et d'un transistor, lesdites résistances et lesdits transistors étant appariés, cependant que les bases desdits transistors sont alimentées à partir d'un même potentiomètre de réglage de courant.



   En donnant au coefficient X de multiplication de l'étage multiplicateur 34 une valeur proportionnelle à la vitesse de propagation des ondes acoustiques de compression (les seules généralement à considérer du fait du couplage habituel transducteur-objet au moyen   d'un    intermédiaire liquide) dans le matériau constituant la plaque 10, on obtient donc à la sortie dudit étage 34 une impulsion de durée proportionnelle à la seule épaisseur de ladite plaque. L'oscillateur déclenché 40 auquel est appliquée l'impulsion S34 délivre donc au compteur 42 un nombre d'impulsions exactement proportionnel à l'épaisseur à mesurer.

   A l'aide d'un échantillon d'épaisseur connue avec précision et de nature identique à celle de la plaque 10, il est aisé en agissant sur le poten  tiomètre    de commande de courant 38, de faire varier le coefficient X jusqu'à ce que ladite épaisseur soit affichée par le compteur 42. La mesure de l'épaisseur de la plaque 10 est alors immédiate.



   A la sortie des circuits différentiateurs 44 et 48 apparaissent les deux premières impulsions de   réfé-    rence   S46    synchrones des fronts arrière des signaux   dé-    livrés par les étages multiplicateurs 34 et 36, lesquels signaux ont respectivement pour durée : X   (2+e)      At    et 2X.   At.    Dans ces conditions, les impulsions   S46    sont séparées l'une de l'autre d'un temps égal à : X.   P.      At.   



   La bascule 50 qui passe à l'état actif à 1'instant d'apparition du premier écho de fond   tS    repasse à l'état passif à l'instant d'apparition de la première impulsion de référence fournie par le circuit OU 46. La durée de cette impulsion   S 0    est donc, soit : 2X.   At,    soit :   (2-±)    X. At suivant la polarité du coefficient d'erreur de mesure. En fait, le signal   Sa0 est    le plus court des signaux S34 et   S36,    ce qui permet dans le comparateur d'événements constitue par les circuits 60 à 64, de ne       pas tenir compte du signe dudit coefficient   s.   



   L'impulsion   S50    est appliquée à l'étage multiplicateur de durée 54 dont le coefficient de multiplication est égal à   (1+a)    avec   a=0,    01 dans le cas du présent exemple. Le signal   S54    possède un front avant synchrone du   0 mais    sa durée est supérieure de   2a.      X.    At à celle dudit signal   S5.    Le front arrière du signal   S, 4 apparaît à    la sortie du circuit différentiateur 56 sous forme   d'une    impulsion   S56    qui constitue. la troisième impulsion de référence.



   On notera que le circuit de multiplication 54 diffère légèrement des circuits 34 et   36    décrits à la fig. 3.



  Dans le cas du circuit   54    on désire en effet que la durée de l'impulsion de sortie   S54    soit très sensiblement   supe-    rieure de   1  /0 à    celle de l'impulsion d'entrée   Sgo et il    est alors plus simple pendant   l'impulsion d'entrée Sgo    de charger le condensateur C avec un courant unique de valeur bien définie I, puis de décharger C avec un autre courant unique de valeur 100 1.

   La modification qu'il est, dans ce cas, nécessaire d'apporter au dispositif décrit à Ia fig. 3 consiste à connecter la base du transistor   Sj    à un circuit de blocage (constitué   par un trans-    istor) qui reçoit 1'impulsion d'entrée et est adapté   a    placer le transistor S, dans un état de non-conduction pendant toute la durée de t. D'une manière générale, une telle modification est à utiliser lorsque   1'an    désire que le coefficient de multiplication soit égal à   (m+1),    le terme m pouvant tout aussi bien être ou très petit (mais non pas nul) ou très grand.



   En revenant à Ia fig. 1, on voit que la troisième impulsion de référence   Sgg      nest    appliquée à l'entrée de la bascule 60 qu'après un retard   r    dont la valeur dans le cas présent est de 1 microseconde (ce qui correspond après une multiplication de l'ordre de 70 au temps de transit dans   0,      1    mm d'acier).



   En   conséquence, la bascule Sgo placée à Fêtât    passif par l'impulsion de remise à zéro délivrée par la base de temps 16   Åa    l'instant to de l'émission, passe à   Fêtât    actif à l'instant d'apparition de l'impulsion   Sgg    fournie par le circuit de retard   58.   



   Dans ces conditions, la porte 62 se trouve fermée    Åa    l'instant précis où apparait la seconde impulsion de référence   S46. C'est pourquoi, dans    le cas particulier du cycle des signaux représentés à la fig. 2, la bascule 64 demeure à l'état passif et le néon   66    reste éteint, ce qui indique que la mesure est correcte.



   Par contre, si au cours d'un autre cycle Ia seconde impulsion de référence S46 apparaissait après l'impulsion   SÏ8,    elle serait transmise par la porte 62 à la bascule 64, laquelle provoquerait l'allumage du néon 66 jusqu'au cycle suivant. Ceci signifierait que la mesure effectuée au cours de ce cycle   n'est    pas bonne et que l'opérateur se doit de modifier la liaison transducteurobjet de manière que leur contact acoustique soit meilleur et que des échos parasites ne viennent plus perturber Ia mesure.

   L'indicateur de sécurité associé à   frappa-      reff    de mesure d'épaisseurs constitue donc une logique de comparaison qui établit que la mesure est bonne (et le néon 66 eteint) tant que :
   IX.      E.      Atl  < 2  .    X.   At+ c'est-à-dire   
 tant que :
   le.      At)     <  2a.   At+r/X ou encore    tant que l'erreur   e.    At sur la position du troisième écho utilisé pour la mesure   n'est    pas supérieure à la somme   d'une    erreur relative   2a.    At et d'une erreurRTI ID=4.85 HE=5 WI=18 LX=1801 LY=2709>absolue-c/X.    



   Il est clair que la forme de réalisation décrite cidessus   n'est    pas la seule possible, mais que de nombreuses variantes sont réalisables.



   C'est ainsi par exemple qu'au lieu de sélectionner les échos   t,      t    et t4 on aurait pu sélectionner les échos   t2,      tS    et   t ;.    Dans ces conditions, la durée de l'impulsionmesure dont les fronts avant et arrière sont respectivement   tg    e t5 serait   (3+e)    At, la durée de l'impulsion de contrôle étant inchangée.

   On utiliserait alors des   cir-    cuits multiplicateurs de durée dont les coefficients seraient X et 3X de manière que le décalage entre la    a    première et la seconde impulsion de référence   S46 soit    toujours de   E.    X.   At.    On notera toutefois que cette solution présente l'inconvénient de nécessiter une   puis-    sance d'émission plus grande que dans le cas de la fig. 1 et/ou des amplificateurs et des filtres de réception plus complexes. D'une manière générale, on préférera donc la forme de réalisation de la fig. 1.



   Par ailleurs, au lieu die prendre les échos   t2    et t3 comme fronts avant et arrière de l'impulsion de contrôle, on pourrait prendre   t3    et   t4.    Ceci serait réalisé en appliquant à l'une des entrées du circuit ET 32 la sortie 1 de la bascule 26 au lieu de la sortie   1.    On aurait alors comme durée de l'impulsion de contrôle   (liez    At.

   On se donnerait dans ce cas pour   lescir-    cuits 34 et 36 des coefficients multiplicateurs de durée de   (X-f-1)    et de   (2X+1)    de manière que les fronts arrière des impulsions délivrées par lesdits circuits multiplicateurs soient toujours décalés d'un temps égal à
X.   e.      At,    c'est-à-dire que le temps séparant les deux premières impulsions de référence soit directement proportionnel au coefficient d'erreur de mesure   c.   



   Dans ce cas, les circuits   mulsspldcateurs utilisés    seraient semblables au circuit 54 de la fig. 1,   c'est-      à-dire    d'un type conforme à la variante décrite ci-dessus en commentaire de la fig. 3. Pour des raisons de   simpli-    cité on préférera donc la forme de réalisation décrite à la fig. 1.



   Après avoir décrit les deux variantes ci-dessus, on voit donc que dans un indicateur de bon fonctionnement, les moyens pour   délivrer    les deux premières impulsions de référence pouvent d'une manière générale, comprendre un groupe de circuits adaptés à sélectionner trois échos de fond déterminés et à engendrer à partir desdits échos une impulsion de mesure et une impulsion de contrôle, l'une desdite :

   s impulsions ayant, au   coeffi-      cient d'erreur    de mesure près, une durée égale à un nombre enfer de fois la   durée de l'autre, lesdites impul-    sions de mesure et de contrôle étant respectivement ap  pliquées    à un premier et à un second circuit multiplicateur de durée dont les coefficients de multiplication sont dans des rapports tels que les fronts arrière des   impulsionsdélivréesparlesditscircuitsmultiplicateurs    soient décalés l'un de l'autre d'une durée égale au produit du temps qui sépare   doux échos successifs    par ledit coefficient d'erreur et le plus faible desdits   coef-      ficients de multiplication,

   lesdits fronts constituant    suivant l'ordre de leur instant d'apparition lesdites première et seconde impulsions de référence.


Claims (1)

  1. REVENDICATION Dispositif de mesure de l'épaisseur d'un objet, comprenant un transducteur piézo-électrique ultrasonore destiné à être mis en contact acoustique avec l'objet à mesurer et relié à un circuit d'émission d'impulsions et à un circuit de réception comprenant lui-même un amplificateur et des moyens de sélection capables de sélec tionner deux échos de fond déterminés,
    caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection comprennent un circuit capable de délivrer une impulsion de mesure d'une durée égale au temps séparant ces deux échos et d'ap- pliquer ladite impulsion à l'entrée d'un circuit multipli- cateur de durée à coefficient de multiplication réglable dont la sortie est reliée à l'entrée d'un compteur chro- nomètre, affichant un nombre proportionnel à cette durée, le tout étant agencé de façon qu'en donnant au coefficient de multiplication une valeur proportionnelle à la vitesse de propagation des ondes acoustiques dans le matériau constituant l'objet à mesurer,
    le nombre affiché par le compteur soit proportionnel à 1'épaisseur de cet objet.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un indicateur de bon fonctionnement.
    2. Dispositif selon la sous-irevendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de sélection sont agencés de façon à sélectionner trois échos de fond déterminés et à engendrer à partir desdits échos, outre ladite impulsion de mesure, une impulsion de contrôle, l'une desdites impulsions ayant, au coefficient d'erreur de mesure près, une durée égale à un nombre entier de fois la durée de l'autre impulsion, en ce que l'indicateur de bon fonc tionnement comprend un second circuit multiplicateur de durée, auquel est appliquée l'impulsion de contrôle, les coefficients de multiplicatio. n. desd. vts ci, rcuits mwlti- plicateurs étant dans des rapports tels que les fronts arrière des impulsions qu'Us délivrent.
    soient décalés l'un par rapport à l'autre d'une durde égale au produit du temps qui sépare deux échos successifs par ledit coefficient d'erreur et par le plus faible desdits coefficients de multiplication, en ce que, lesdits fronts arr ère consti- tuant, suivant l'ordre de leur instant d'apparition, une première et une seconde impulsion de référence, le premier écho sélectionné et la première impulsion de réfé- rence sont appliqués à l'entrée d'un circuit binaire délivrant un signal de sortie de durée égale au temps qui sépare le premier écho de la première impulsion de référence, en ce que ledit circuit binaire est suivi d'un troisième circuit multiplicateur de durée de coefficient égal à a+1,
    a étant au moins approximativoment égal au coefficient d'erreur de mesure, et en ce que, le front arrière de l'impulsion délivrée par'le troisième circuit multiplicateur constituant une broisième impul- sion de référence, la seconde et la troisième impulsion de référence sont appliquées à un circuit logique de comparaison d'événements émettant un signal avertisseur dans le seul cas où la seconde impuls : on de refe- rence est postérieure à la troisième, indiquant ainsi un mauvais fonctionnement du, dispositif.
    3. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour délivrer les deux pre- mières impulsions de référence, que comporte l'indicateur de bon fonctionnement, sont constitués par un groupe de circuits capables de sélectionner trois échos de fond successifs, et de délivrer une impulsion de mesure de durée égale au temps qui sépare le premier du troisième écho, et une impulsion de contrôle d'une durée égale au temps qui sépare le premier du second écho, le premier circuit multiplicateur de durée, auquel est appliquée l'impulsion de mesure, ayant un coefficient multiplicateur égal à X alors que le second circuit multi plicateur de durée, auquel est appliquée l'imputlsion de contrôle,
    a un coefficient multiplicateur égal à 2X et les fronts arrière des impulsions délivrées par lesdits circuits multiplicateurs constituant, suivant l'ordre de leur instant d'apparation, la première et la seconde desdi, tes impulsions de référence.
    4. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que les moyens que comporte l'indicateur de bon fonctionnement pour délivrer les deux premières impulsions de référence sont constitués par un groupe de circuits capables de sélectionner troiséchosde fond successifs et de délivrer une impulsion de mesure de durée égale au temps qui sépare le premier du.
    troisième écho et une impulsion de contrôle d'une durée égale au temps qui sépare le second du troisièmeécho, le coef- ficient multiplicateur de durée du premier cirouit multi plicateur, auquel est appliquée l'impulsion de mesure, étant égal à X+1 alors que Je coefficient du second circuit multiplicateur, auquel est appliquée l'impulsion de contrôle, est égal à 2X+1 et les fronts arrière des impulsions délivrées par lesdits circuits multiplicateurs constituant, suivant l'ordre de leur instant d'apparition, la première et la seconde dosd. tes impulsions de réfé- rence.
    5. Dispositif selon la sous-revendication 2, caracté- risé par un circuit de retard intercalé entre le circuit de la troisième impulsion de référence et le circuit comparateur d'événements.
    6. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que le circuit multiplicateur de durée comprend une capacité connectée de façon à être chargée pendant la durée t de l'impulsion fournie au circuit, par la différence (Ii-Is) de deux courants Il et I2, puis déchargée par le seul courant 11 jusqu'à ce qu'onze reprenne son potentiel initial, et un circuit comparateur d'ampl, tudes à sortie binaire capable de déterminer'le temps total pendant lequel la capacité est chargée à un potentiel différent de son potentiel initial, ladite sortie binaire constituant une impulsion de durée égale à It/I.
    7. Dispositif selon la revendication, caractérisé en'ce que le circuit multiplicateur de durée comprend, d'une part une source de courant-11 placée aux bornes d'un circuit d'aiguillage à deux branches dont la première comprend en série un premier transistor monté en base commune et un condensateur, la seconde branche comprend un second transistor monté collecteur commun, ledit condensateur étant réuni à l'entrée d'un amplifiateur à seuil dont la sortie est connectée à la base du second transistor de façon que l'ensemble constitue une boucle de contre-réaction asservissant la tension aux bornes du condensateur à'une valeur de repos déterminée, légèrement supérieure au seuil de déblocage de l'amplificateur, et d'autre part, d'une,
    source de courant +I2 placée aux bornes d'un circuit inverseur à deux branches dont la première comprend en série un troisième transistor monté base commune et ledit conden- sateur, et dont la seconde est constituée par un quatrième transistor relié à une source lui fournissant les impulsions d'entrée dont M faut mulltilpllier la durée, le quatrième transistor étant Moqué par lesdites impul- sions d'entrée cependant que'le troisième transistor devient passant et la durée de blocage de l'amplificateur déterminant la durée de l'impulsion à sa sortie.
    8. Dispositif selon la sous-revendication 7, dont le circuit multiplicateur de durée présente un coefficient de multiplication de la forme (1+m), caractérisé en ce qu'il comprend un circuit binaire de commande associé au premier transistor, dont l'entrée est reliée à la source des impulsions, prenant un état passif en l'absence d'im- pulsions d'entrée, et plaçant ainsi le premier transistor en montage base commune alors qu'il prend un état actif pendant la durée d'une impulsion d'entrée et bloque par là le premier transistor.
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