RU2052770C1 - Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий - Google Patents

Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2052770C1
RU2052770C1 SU5066007A RU2052770C1 RU 2052770 C1 RU2052770 C1 RU 2052770C1 SU 5066007 A SU5066007 A SU 5066007A RU 2052770 C1 RU2052770 C1 RU 2052770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
product
acoustic
thickness
ultrasonic
channel
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Йосиф Владимирович Ильницкий
Original Assignee
Йосиф Владимирович Ильницкий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Йосиф Владимирович Ильницкий filed Critical Йосиф Владимирович Ильницкий
Priority to SU5066007 priority Critical patent/RU2052770C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2052770C1 publication Critical patent/RU2052770C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

Использование: для контроля линейных размеров промышленных изделий. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность: при контроле акустический канал, через который передают ультразвуковые колебания, стабилизируют путем подачи в него сжатого воздуха. Расчет толщины изделий ведут по предложенной формуле. 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных размеров промышленных изделий.
Известен ультразвуковой способ контроля толщины изделий, заключающийся в двухсторонней эхолокации изделия ультразвуковыми импульсами, в эхолокации отражателя в опорном акустическом канале и в измерении времени распространения эхосигналов [1]
Известен ультразвуковой способ контроля толщины изделия, при котором проводят одновременную эхолокацию основного и дополнительного отражателей опорного акустического канала и одной из сторон изделий с последующей эхолокацией второй стороны изделия, регистрируют четыре эхосигнала и измеряют интервал времени между третьим и четвертым эхосигналами, по которому определяют толщину изделия [2]
Недостаток рассматриваемых выше способов трудность обеспечения высокой точности измерений из-за невозможности создать идентичные электроакустические тракты в измерительном и опорном каналах.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ, согласно которому излучение и прием акустических колебаний в опорном (эталонном) канале осуществляют в прямом и обратном направлениях и калибруют этот канал на рабочей частоте f1. Озвучивают изделие с двух сторон и фиксируют суммарную фазу отраженных от его поверхности сигналов. Изменяют рабочую частоту до значения f2, при котором суммарная фаза равна нулю. О толщине h изделия судят по соотношению h lf2-f1/f2, где l расстояние между преобразователями (а.с. СССР N 1523916, кл. G 01 B 17/02, 1989).
В этом способе контроль толщины изделий ведут с помощью герметических колебаний. Эти сигналы обладают малой мощностью и вследствие этого распространяются в воздухе очень плохо. Поэтому их очень сложно передавать в воздушной среде. Из-за этого понижают частоту гармонических колебаний, что приводит к увеличению погрешностей при контроле толщины изделия в производственных условиях.
Цель изобретения повышение точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что в способе бесконтактного измерения толщины, заключающегося в двусторонней эхолокации изделия ультразвуковыми колебаниями и в измерении времени распространения эхосигналов, акустический воздушный канал, через который передают ультразвуковые колебания, стабилизируют путем подачи в канал сжатого воздуха. Расстояние между акустическими преобразователями в этом канале устанавливают длиной l, измеряют 2n раз (например n 100). Время to распространения ультразвуковых колебаний от одного электроакустического преобразователя к другому без изделий и n раз время t1 распространения ультразвуковых сигналов от одного акустического преобразователя к другому с изделием, а толщину h изделия определяют про формуле:
h l
Figure 00000001
Figure 00000002
to постоянно обновляют до по- явления в зоне контроля контролируемого изделия.
На чертеже представлено устройство, реализующее заявляемый способ бесконтактного измерения толщины.
Устройство содержит два приемопередающих электроакустических пьезопреобразователя 1 и 2, отстоящих друг от друга на расстоянии l, параллельно соединенных с двумя выходами генератора 3 импульсных сигналов и двумя входами приемника 4. Своим первым выходом приемник 4 соединен с выходом синхронизатора 8, а вторым выходом с первым входом измерителя 5 временных интервалов. Последний своим выходом через блок центрального процессора 6 соединен с цифровым индикатором 7. Синхронизатор 8 своим выходом параллельно соединенный с входом генератора 3 импульсных сигналов и вторым входом измерителя 5 временных интервалов. Акустический воздушный канал, через который передают ультразвуковые колебания, стабилизируют путем подачи сжатого воздуха через воздуховоды 9. Воздуховоды оканчиваются обоймами 10, охватывающими электроакустические пьезопреобразователи 1 и 2. Между корпусом электроакустических пьезопреобразователей, выполненных в виде круглого цилиндра, существует щель (1,5-2 мм) для подачи сжатого воздуха в акустический воздушный канал. Постоянное давление воздуха в канале поддерживается регулятором 11 прямого действия с задатчиком 12.
В измерительном канале создается поток воздуха с постоянным давлением, а также другими параметрами очень важными при измерении времени распространения ультразвуковых колебаний: температурой, влажностью, запыленностью. Эти параметры можно считать постоянными, т.е. при периодическом контроле изделий 13 они находятся в зоне контроля очень малые доли времени по сравнению с возможными колебаниями параметров в системе подготовки сжатого воздуха. Так, например, при контроле толщины древесностружечных плит (ДСП) после шлифования форматом 1830х5500 мм и скорости подачи 22,5 м/мин плита находится в зоне контроля ≈ 15 с.
Таким образом, акустический канал остается постоянным, что позволяет значительно снизить мгновенные случайные помехи при измерении толщины изделий при колебании возмущающих факторов внешней среды и внесении в акустический канал контролируемых изделий с температурой, отличной от температуры окружающей среды. Это происходит из-за того, что стабилизируется скорость распространения ультразвуковых колебаний в измерительном канале, включающего электроакустические пьезопреобразователи 1 и 2 и воздушный промежуток (акустический канал) в зоне распространения ультразвуковых колебаний.
Устройство работает следующим образом.
Вначале происходит измерение времени распространения ультразвуковых колебаний tо в случае, когда измеряемое изделие отсутствует. Синхронизатор 8 периодически запускает генератор импульсных сигналов 3. Последний возбуждает электроакустический пьезопреобразователь 1. Ультразвуковые волны проходят между первым и вторым электроакустическими пьезопреобразователями, принимаются вторым электроакустическим пьезопреобразователем и усиливаются в приемнике 4. По сигналу с выхода синхронизатора 8 и принятого с второго электроакустического пьезопреобразователя и усиленного сигнала в приемнике 4 измеритель временных интервалов 5 формирует время распространения ультразвуковых колебаний to. Такие измерения производятся 2-xn раз. Это время суммируется, и сумма постоянно обновляется в блоке центрального процессора 6, до появления в зоне контроля контролируемого изделия.
При появлении контролируемого изделия в зоне контроля синхронизатор 8 с той же частотой периодически запускает генератор импульсных 3 сигналов, который возбуждает первый электроакустический пьезопреобразователь. Он излучает акустические колебания в сторону контролируемого изделия 13. Последние, отражаясь от его поверхности, принимаются тем же электроакустическим пьезопреобразователем 1 и усиливаются в приемнике 4. По принятому сигналу генератор 3 возбуждает второй электроакустический пьезопреобразователь. Последний излучает акустические колебания к противоположной стороне контролируемого изделия, которые, отражаясь от его поверхности, вновь им принимаются и усиливаются в приемнике 4. По сигналу с выхода синхронизатора 8 и принятого усиленного сигнала от второго электроакустического пьезопреобразователя измеритель временных интервалов 5 формирует время распространения ультразвуковых колебаний. Такие измерения производятся n количество раз. Это время суммируется в блоке центрального процессора 6.
Согласно полученным измерениям в блоке 6 происходит вычисление толщины h изделия по формуле:
h l•
Figure 00000003

Затем полученное значение толщины индицируется на цифровом индикаторе 7.
Блоки 3, 4, 5, 8 можно построить по схемам стандартного дефектоскопа, например УД2-12, блок центрального процессора 6 на базе однокристальной микро-ЭВМ типа К 1816 ВЕ 39, а индикатор 7 на базе цифровых индикаторов АЛС 233Б.
Таким образом, заявляемый способ имеет следующие преимущества:
отсутствие опорного канала измерений, что само по себе является источником дополнительных погрешностей. Здесь используется один и тот же электроакустический канал;
контролируемое изделие может свободно перемещаться в вертикальной плоскости, что значительно упрощает конструкцию и удовлетворяет производственным условиям;
приведенная расчетная формула включает в себя отношение измеряемых величин. Такой принцип очевидно значительно увеличивает точность определения толщины;
в приведенной формуле присутствует отношение сумм измеряемых величин. Это обстоятельство увеличивает точность вычисления толщины при применении цифровой техники (точность вычислений ограничивается ценой младшего разряда числа);
акустический канал стабилизируется подачей в него сжатого воздуха с постоянным давлением, что значительно уменьшает погрешность при измерении времени распространения ультразвуковых колебаний и толщины контролируемых изделий;
контроль изделий может производиться как в воздушной, так и в жидкостной среде (вода и т.п.).

Claims (1)

  1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в двусторонней эхолокации изделия ультразвуковыми колебаниями и в измерении времени распространения эхосигналов, по которым судят о толщине изделия, отличающийся тем, что эхолокацию изделия осуществляют посредством первого и второго акустических преобразователей, установленных на расстоянии l один от другого, с подачей сжатого воздуха со стабильными параметрами в зону между акустическими преобразователями, измеряют 2n раз время t0 распространения ультразвуковых колебаний от одного акустического преобразователя до другого в отсутствии изделия и n раз измеряют время t1 - сумму времени распространения эхосигналов для каждого из акустических преобразователей изделия, в толщину h изделия определяют по формуле
    Figure 00000004
SU5066007 1992-07-22 1992-07-22 Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий RU2052770C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5066007 RU2052770C1 (ru) 1992-07-22 1992-07-22 Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5066007 RU2052770C1 (ru) 1992-07-22 1992-07-22 Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2052770C1 true RU2052770C1 (ru) 1996-01-20

Family

ID=21615035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5066007 RU2052770C1 (ru) 1992-07-22 1992-07-22 Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052770C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 394657, кл. G 01B 17/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР N 1129489, кл. G 01B 17/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3470734A (en) Apparatus for measuring the surface weight of a material
JPS582620B2 (ja) 泡検出方法及び装置
RU2052770C1 (ru) Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий
JPH1048009A (ja) 超音波温度流速計
JPH02242124A (ja) 流体面監視計
SU808866A1 (ru) Измеритель скорости звука
KR100482226B1 (ko) 가스관의 초음파 유량 계측 방법 및 장치
SU1104408A1 (ru) Способ определени координат источника акустической эмиссии
SU1345063A1 (ru) Способ определени толщины и скорости распространени ультразвуковых объемных волн в издели х
JPH03167418A (ja) クラッド厚さ測定装置
SU735922A1 (ru) Коррел ционный измеритель скорости потока
SU1231453A1 (ru) Ультразвуковой измеритель концентрации растворов
SU1113735A1 (ru) Устройство дл определени дефектов изделий по сигналам акустической эмиссии
US3236098A (en) Ultrasonic measuring device
RU2195635C1 (ru) Способ измерения уровня жидких и сыпучих сред
SU1010539A1 (ru) Устройство дл бесконтактного контрол скорости ультразвука
SU920510A1 (ru) Ультразвуковое устройство дл контрол качества материалов
RU2163351C2 (ru) Устройство для измерения толщины
RU18578U1 (ru) Устройство ультразвукового контроля толщины изделий
JPS6242015A (ja) 超音波流量計の温度補正方法
JPS641957A (en) Measurement of thickness of scale in pipe
SU1059421A1 (ru) Ультразвуковой контактный способ определени толщины изделий
GB2171521A (en) Device for measuring thicknesses by means of ultrasound
SU1366879A2 (ru) Устройство дл измерени геометрических размеров издели
JPH06118169A (ja) 音響測位装置