Wynalazek dotyczy sposobu pomiaru gru¬ bosci przedmiotów za pomoca ultradzwieków i urzadzenia do wykonywania tego sposobu.Dla pomiaru gruboici przedmiotów obrabia¬ nych, w szczególnosci gdy jedna ze stron jest niedostepna, stosuje sie z korzyscia metode im¬ pulsów ultradzwiekowych.Znane urzadzenia pracuja w ten sposób, ze za pomoca przetwornika elektroakustycznego (np. prze [wbrnika piezoelektrycznego) wysyla sie okresowo do mierzonej czesci krótkie impulsy ultradzwieków. Fale ultradzwiekowe rozchodza sie w materiale z okreslona predkoscia i odbi¬ jaja sie wielokrotnie od wewnetrznych braków w materiale przedmiotu obrabianego oraz od scianki przedniej i tylnej. Dlatego mozna wy¬ róznic impuls nadany oraz impulsy odbite pierwszy i nastepne. Impulsy odbite zostaja odebrane przez ten sam lub inny przetwornik elektroakustyczny, który przetwarza je na drgania elektryczne.Grubosc mierzonego przedmiotu jest propor¬ cjonalna do odstepu czasu miedzy impulsem nadanym i pierwszym impulsem odbitym albo do odstepu czasowego dwóch sasiednich impuls sów odbitych. Staia proporcjonalnosci odpowia¬ da polowie predkosci dzwieku w materiale; Za pomoca echa ultradzwiekowego mozna praktycznie mierzyc grubosc przedmiotów rze¬ du kilku milimetrów i wiecej, prz^r czym di* tych zwyklych przypadków odstep czasowy dwóch sasiednich impulsów jest wielkoscia rze¬ du 10—6 sekund. Pomiar tak krótkich odste¬ pów czasu odbywa sie w znanych urzadzeniach w rózny sposób. ' ¦' !. - ' Najczesciej stosuje sie urzadzenia, w któ¬ rych odstepy czasu sa mierzone na ekranie lam¬ py oscyloskopowej tak, iz odczytuje sie bez¬ posrednio czas trwania odstepu miedzy dwoma impulsami lub tez oblicza sie liczbe odbitych impulsów na okreslonym odcinku czasowym.Urzadzenia te wymagaja z koniecznosci dlaokreslenia czasu tzw. podstawy czasu, która jest w^orcowana za pomoca znaków czasu zna¬ nej dlugosci. Inny uproszczony sposób polega na tym, ze na wyjsciu odbiornika przylacza sie strojony obwód drgajacy, którego czestotliwosc rezonansowa nastawia sie tak, zeby odpowiada¬ la ona czestotliwosci wielokrotnego echa.Wymienione sposoby ultradzwiekowego po¬ miaru grubosci wykazuja pewne wady. Pomi¬ jajac koniecznosc uzycia dosc kosztownego urza¬ dzenia, na przyklad lampy oscyloskopowej wraz ze zródlem zasilania oraz ukladu podstawy cza¬ su lub tez nadajnika znaków czasu do wzorco¬ wania podstawy czasu, odczytywanie odstepu miedzy dwoma sasiednimi impulsami albo licze¬ nie impulsów w danym odcinku czasu jest dosc uciazliwe i zajmuje pewien czas. Dokladnosc wyników nie jest przy tym gwarantowana, je¬ zeli podstawa czasu nie jest calkowicie liniowa.Stosujac me 1ode rezonansowa nalezy za kaz¬ dym razem nastrajac obwód drgajacy na mie¬ rzona grubosc, co jest równiez uciazliwe i zaj¬ muje duzo czasu.Inna wada tej metody polega na tym, ze echo wielokrotne w materialach o duzym wspólczyn¬ niku pochlaniania jest silnie tlumione, tak iz pomiar staje sie niepewny.Znany sp grubosci przedmiotu polega na tym, ze odstep czasu miedzy dwoma sasiednimi impulsami nie jest wykorzystany bezposrednio do pomiaru, lecz tylko do nadania sygnalu na przyklad za¬ swiecenia zarówki przy przekroczeniu okreslo¬ nej z góry grubosci scianki. W przypadku kie¬ dy trzeba ustalic grubosc przedmiotu nalezy tak dlugo dostrajac urzadzenie, dopóki nie na¬ stapi nadanie sygnalu, przy czym grubosc przedmiotu mozna wówczas odczytac na wy- wzorcowanej skali. Ten prosty sposób, nie wy¬ magajacy ani elektronowej lampy oscyloskopo¬ wej, ani ukladu podstawy czasu z nadajnikiem znaków czasu, jest szczególnie korzystny dla biezacej kontroli minimalnej grubosci scianki.Nieznana grubosc scianki nalezy jednak i tu mierzyc przez nastawianie.W przeciwienstwie do powyzszego sposobu wynalazek stanowi znaczne udoskonalenie pole¬ gajace na tym, ze przy zachowaniu uproszczo¬ nej koncepcji omówionego sposbbu wynalazek umozliwia bezposrednie odczytywanie.Istota wynalazku polega na tym, ze z dwóch impulsów na wyjsciu odbiornika, tzn. impulsu nadanego i pierwszego impulsu odbitego, two¬ rzy sie pojedynczy impuls prostokatny, które- glo czas trwania odpowiada odstepowi czasu miedzy obu impulsami. Powierzchnia tego im¬ pulsu prostokatnego jest wiec wprost propor¬ cjonalna do grubosci mierzonej scianki. War¬ tosc srednia tego impulsu prostokatnego prze¬ nosi sie na magnetoeiektryczny przyrzad po¬ miarowy wywzorcowany w jednostkach czasu, albo tez w jednostkach dlugosci, tak iz gru¬ bosc mierzonego przedmiotu moze byc odczy¬ tana bezposrednio.Inna cecha znamienna wynalazku polega na tym, ze impuls drugi i kazdy dalszy impuls zo¬ staja stlumione w urzadzeniu wskaznikowym, wskutek czego eliminuje sie wplyw niejednako¬ wej absorpcji róznych materialów i ewentual¬ nie wplyw innych bledów.Przyklad wykonania wynalazku jest uwidocz¬ niony na rysunku.Fig. 1 przedstawia schemat blokowy urzadze¬ nia wedlug wynalazku Zawiera ono znane ele¬ menty: nadajnik 1, przetwornik elektroakustycz¬ ny 2, sterowany wzmacniacz 4, dwupolozenio- wy (bistabilny) multiwibrator 5, czlon calku¬ jacy 7 i miernik magnetoeiektryczny 8. W razie potrzeby wlacza sie jeszcze jeden czlon calku¬ jacy 6.Fig. 2 uwidacznia przebieg i ksztaH impulsu w róznych czesciach urzadzenia, jak równiez ich wspólzaleznosc w czasie.Urzadzenie powyzsze dziala w sposób opisa¬ ny ponizej.Z nadajnika 1 wysyla sie impulsy elektryczne wielkiej czestotliwosci z odpowiednia czestotli¬ woscia wysylania do przetwornika elektroaku¬ stycznego 2 (np. z kwarcu lub z tytanianu baru).Przetwornik 2 wysyla do badanego przedmiotu 3 fale ultradzwiekowe, modulowane na impulsy, które zostaja odbite od przeciwleglej scianki i nastepnie znowu odebrane przez ten sam (lub inny) przetwornik 2, w którym z powro¬ tem zamieniaja sie na impulsy elektryczne. Im¬ pulsy elektryczne sa wzmacniane przez sterowa¬ ny wzmacniacz 4, którego czulosc zostaje znacz¬ nie zmniejszona przed nadejsciem impulsu na¬ dawczego (V na fig. 2a), np. przez ujemne na¬ piecie wstepne siatki jakiejkolwiek lampy elek¬ tronowej. Czesc impulsu nadanego zostaje do¬ prowadzona do nadajnika 1 na wejscie bistabil- nego multiwibratora 6, który wskutek tego zo¬ staje przerzucony z jednego polozenia spoczyn¬ kowego w drugie, tak iz na wyjsciu powstaje impuls o ksztalcie, przedstawionym na iig. 2b.Impuls ten przechodzi jako impuls sterujacy przez czlon calkujacy 6, wskutek czego naste¬ puje wykladniczy wzrost czola (fig. 2c) i na¬ stepnie wraca do wzmacniacza, którego czuloscwzrasta odpowiednio do ksztaltu zbocza. Wy¬ kladniczy wzrost zbocza impulsu zapobiega zatkaniu wzmacniacza i. Napiecie szczytowe impulsu nadawczego jest bowiem wielkoscia rzedu 10* V w przeciwienstwie do napiecia szczytowego impulsu odbitego, które jest wiel¬ koscia rzedu 10-8. Jezeli stale czasowe poszcze¬ gólnych stopni wzmacniacza 4 sa tak dobrane, ze nie ma niebezpieczenstwa zatkania, to czlon calkujacy 6 moze byc zbyteczny.Pierwszy impuls odbity (I na fig. 2a) zostaje wzmocniony przez wzmacniacz do wartosci po¬ trzebnej dk wzbudzenia bistabiinego multiwi¬ bratora 5. Wskutek przerzutu multiwibratora 5 w polozenie pierwotne, powstaje impuls pro¬ stokatny, którego poczatek wypada w chwili poczatku impulsu nadawczego, a koniec w chwi¬ li poczatku pierwszego impulsu odbitego. Wsku¬ tek tego zostaje jednoczesnie zmniejszona czu¬ losc wzmacniacza 4 w zaleznosci od sygnalu 0 (fig. 2c) albo bezposrednio od przebiegu sygna¬ lu 0 (fig. 2d). Wzmacniacz 4 ma wiec pelna swa czulosc tylko do czasu nadejscia pierwszego od¬ bitego impulsu I i dlatego impuls drugi (II na fig. 2a) oraz dalsze sygnaly odbite nie wywie¬ raja juz zadnego wplywu na przerzut bistabil- negio iriultiwibratora 3.Prostokatne impulsy z multiwibratora 5 sa calkowane przez czlon 7, wskutek czego otrzy¬ muje sie wartosc srednia, która wskazuje mier¬ nik magnetoelektryczny 8. Wskazanie miernika magnetoelektrycznego 8 odpowiada odstepowi czasu miedzy impulsem nadanym i pierwszym impulsem odbitym i dla okreslonego materialu moze byc wywztorcowane bezposrednio w jed¬ nostkach dlugosci dla pomiarów grubosci.Fig. 2a przedstawia impulsy w przetworniku elektroakustycznym 2 (fig. lj). Impulsy V i I, wykreslone linia ciagla, zjawiaja sie po odpo¬ wiednim wzmocnieniu na wyjsciu wzmacnia¬ cza 4, nalomiast impulsy II, III itd. wykreslo¬ ne linia kropkowana, zostaja stlumione za po¬ moca odpowiedniego sterowania czulosci wzmacniacza 4.Fig. 2b przedstawia impulsy prostokatne 0 na wyjsciu bistabiinego multiwibratora 5. Ich sred¬ nia wartófc S na wyjsciu obwodu calkujaoego 7 jest oznaczona linia kreskowana. Impulsy 0, które ewentualnie zapobiegaja zatkaniu wzmac¬ niacza 4, sa przedstawione na fig. 2c. Do regu¬ lowania czulosci stosuje sie zaleznie od potrze¬ by impulsy sterujace 0 albo 0\ Urzadzenie wedlug wynalazku nadaje sie do pomiarów grubosci materialu w zakresie od kil¬ ku milimetrów do kilku decymetrów, zwlaszcza w przypadku kiedy jest dostepna, tylko jedna scianka przedmiotu.Waznym zastosowaniem wynalazku jest np. pomiar grubosci scianki podczas pracy w prze¬ wodach rurowych dla gazu lub cieczy, na scian¬ kach kotlowych itd, Przy nie niszczacym badaniu materialów urzadzenie wedlug wynalazku moze byc z ko¬ rzyscia zastosbwane do prostego oznaczania glebokosci bledów w materiale.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc przy¬ stosowane w odpowiedni sposób do.celów ba¬ dawczych. Sposobem wedlug wynalazku mozna np. zmierzyc szybkosc dzwieku w danym mate¬ riale. PL