RU2052770C1 - Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий - Google Patents
Ультразвуковой бесконтактный способ контроля толщины изделий Download PDFInfo
- 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
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.
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 to постоянно обновляют до по- явления в зоне контроля контролируемого изделия.
h l 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•
Затем полученное значение толщины индицируется на цифровом индикаторе 7.
h l•
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.).
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)
- 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
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) |
-
1992
- 1992-07-22 RU SU5066007 patent/RU2052770C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
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 |