SU1029007A1 - Ультразвуковой безэталонный толщиномер - Google Patents

Ультразвуковой безэталонный толщиномер Download PDF

Info

Publication number
SU1029007A1
SU1029007A1 SU813349265A SU3349265A SU1029007A1 SU 1029007 A1 SU1029007 A1 SU 1029007A1 SU 813349265 A SU813349265 A SU 813349265A SU 3349265 A SU3349265 A SU 3349265A SU 1029007 A1 SU1029007 A1 SU 1029007A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
trigger
input
amplifier
ultrasonic
Prior art date
Application number
SU813349265A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Викторович Королев
Виктор Гавриилович Шевалдыкин
Аркадий Ефимович Карпельсон
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
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 Научно-Исследовательский Институт Интроскопии filed Critical Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority to SU813349265A priority Critical patent/SU1029007A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1029007A1 publication Critical patent/SU1029007A1/ru

Links

Landscapes

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

Description

Изобретение относитс  к акустическим измерени м, а именно к технике неразрушающего контрол  изде ЛИЙ и может.быть использовано дл . определени  толщины различных материалов , главным образом метвллоа, например, в машиностроении. Известен ультразвуковой толщиномер , содержащий генератор высокой частоты, к выходу которого.подключе излучающий преобразователь, принимающий преобразователь, расположенный на фиксированном рассто нии от излучающего и предназначенный дл  акустического контакта с той же поверхностью издели , и блок регистрации времени прохождени  ультраву ка вдоль поверхности издели , Толщи на определ етс  по величине скорости распространени  поверхностных волн, завис щей от толщины издели } Недостатком устройства  вл етс  необхрдймость предварительной градуировки,так ка1 скорость рас-;пространени  поверхностных волн зависит также и от материала издели . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  ультразвуковой безэталонный толщиномерj содержащий генератор высокой частотьТ, к выходу которого подключены первые входы первого и второго триггеров и первый преобразователь, второй преобразователь , расположенный на фиксированном рассто нии от первого и предназначенный дл  акустического контакта с той же поверхностью издели , и соединенный через усилител со вторым входом первого триггера, генератор пилообразного напр жени , входом подключенный к выходу первого триггера, выходом - к первому входу преобразовател  масштаба времени , второй вход которого соединен с выходом второго триггера,- а выход - с измерителем временного интервала , причем второй вход второго триггера подключен к первому преобразователю . Ультразвуковые сигнал отраженные от внутренней поверхности контролируемого издели  и несущие информацию о толщине принимают с  в этом толщиномере тем же преобразователем , который их излучает в изделие | 2 . Однако после окончани  действи  возбуждающего импульса собственные колебани  пластины затухают не мгно венно и еще некоторое врем  мешают приему сигналов. Практически, при использовании стандартных пьезопреобразоеателей на частоту 2,5 МГц, принимаемые сигналы начинают различатьс  на фоне собственных помех преобразователей через 1-1,5 мкс после окончани  возбуждающего сигнала, прИ чем при контроле плоских изделий. При длительности возбуждающего импульса пор дка 1 МКС минимальна  измер ема  толщина, например, стального издели  получаетс  равной 5 6 мм. При измерении толщины стенок труб и прочих изделий с кривыми поверхност ми принимаемые сигналы меньше , и поэтому минимальна  измер ема  прибором толщина еще больше, Цель изббретени;  - расширение диапазона измерений в область малых толщин. Поставленна  цель достигаетс  тем , что в ультразвуковом безэталонном толщиномере, содержащем генератор высокой частоты,к выходу которого подключены первые входы первого и-второго триггеров и первый преобразователь , второй преобразователь, расположенный на фиксированномрассто нии от первого и предназначенный дл  акустического контакта с той же поверхностью издели , .и сое диненный через усилитель с вторым входом первого триггера генератор пилообразного напр жени , входом подключенный к выходу перво.го триггера , выходом - к первому входу преобразовател  масштаба времени, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход с измерителем временного интервз- да, второй вход второго триггера подключен к выходу части предварительных каскадов усилител , имеющей коэффициент усилени  на 2030 дБ меньше, чем у всего усилите . На чертеже представлена блоксхема устройства. Толщиномер содержит генератор 1, подключенные к нему входами два триггера 2 и 3 и пьезопреобразователь , излучающий -в контролируемое изделие продольные, объемные и продольные поверхностные волны, приемный пьезопреобразователь 5 расположенный на фиксированном рассто и подключенныи через ;нии от первого усилитель 6 ко второму входу первого триггера 3, преобразователь 7 ма штаба времени, подключенный управл ющие вход&м через генератор 8 пилообразного напр жени  к выходу триггера 3 а регистрирующим входом - на выход второго триггера 2, и измеритель 9 временных интервалов которые соединены с выходом преобразовател  7 масштаба времени, причем второй вход второго триггера подключен к выходу части предварительных каскадов усилител  6, имеющей коэффициент усилени  на 20-30 д меньший чем всего усилител . Толщиномер работает следующим об разом. Генератор 1 короткими электричес кими импульсами возбуждает излучающий пьезопреобразователь 4 и одновременно запускает триггеры 2 и 3. Сигналы, прин тые ультразвуковым пь зопреобразователем 5, подаютс  на усилитель 6, выход которого подключен к триггеру 3. Сигнал на вход триггера 2 снимаетс  с выхода одного из предварительных каскадов усилител  6, например, предоконечного. Тогда коэффициент усилени  оконечно го каскада усилител  6 должен быть 1не менее 20 дБ. С выхода триггера 3 импульсы подаютс  на генератор 8 пилообразного напр жени , выполн ющий роль преобразовател  врем -напр жение . Амплитуда импульсов генератора 8 пропорциональна длительности входных импульсов. Эти импульсы в преобразователе 7 масштаба вре мени подвергаютс  пиковому детектированию , и посто нное напр жение, однозначно св занное с амплитудой входных импульсов, используетс  дл  управлён и . Преобразователь 7 масштаба времени выполнен таким образом , что его коэффициент преобраз вани  обратно пропорционален амплитуде импульсов, приход щих на управ л ющий вход. Поскольку длительность импульсов, вырабатываемых триггером 3, равна времени распространени  пр дольных поверхностных волн от преоб разсдаател  k к преобразователю S, т при фиксированном рассто нии между ними обратно пропорциональна скорос продольных ультразвуковых ,волн в из делии, то, в результате, импульсы триггера 2, длительность которых пр мо пропорциональна толщине контроли руемого издели  10, подвергаютс  временном) гфеобразованию (расширению ) с коэффициентом преобразовани , пр мо пропорциональным скорости ультразвука в изделии. Измер   дпитель- ; ность выходных импульсов преобразовател  7 масштаба времени измерителем 9 временных интервалов, по шкале, отградуированной- в единицах длинь, можно непосредственно получать значени  толщины контролируемого издели , независимо от скорости ультразвука в нем. Рассто ние (база) между излучающим и приемным 5 ультразвуковыми пьез(1реобразовател ми должна . выбиратьс  из компромиссных соображ ний: с одной стороны, оно должно быть малым дл  обеспечени  измерений малых толщин изделий, с другой стороны, оно должно быть достаточно большим, чтобы абсолютное значение приращени  времени пробега сигналов между пьёзопреобразовател ми и 5. вызванное изменением скорости ультразвука в издели х в заданном диапазоне скоростей, было достаточным дл  управлени  преобразователем 7 масшта ба времени. Практически, последнее условие легко выполн етс  при базе, равной 2 мм. При этом минимальна  измер ема  прибором толщина равна 2,5-3 мм. Весьма существенным дл  надежной . работы устройства  вл етс  выбор ко эффициента,усилени  оконечного каскада усилител . (6-20)-30 дБ. В этом , случае, даже при различии прин тых сигналов объемных и подповерхностных волн.не менее, чем на 20 дБ, дл  наихудшего случа , например, при измерении больших толщин изделий из материалов с большим затуханием, .они легко могут быть отделены друг . . от друга и зафиксированы отдельно. Прин тые сигналы усиливаютс  в приборе до уровн , достаточного дл  того, чтобы от импульса объемной волны сработал триггер 2. При этом импульсы подповерхностных волн еще очень малы по амплитуде и не могут опрокинуть этот триггер. Затем все сигналы еще усиливаютс  не менее чем на 20 дБ. Теперь уровень сигналов подповерхностных волн достаточен дл  срабатывани  триггера 3, подключенного к выходу усилител  б| а поскольку эти сигналы всег да самые ранние, то именно они опрокинут триггер 3. В результате тригrep 3 сформирует импульс длительностью , равной времени распространени  подповерхностных волн от излучающего пьезогреобразовател  к приемному , а триггер 2 - длительностью, равной двойному времени прохода объемных волн через изделие.
Использование устройства, в котором применены приемник подповерхностных волн дл  приема объемных волн, позвол ет не только в 2 раза уменьшить минимальную измер емую прибором ТОЛФ1НУ, но и значительно упростить схему прибора, исключив из нее усилитель сигналов объемных волн и амплитудный ограничитель. Лаборатор лlЛ макет безэталонного толщиномера с базой, равной 2 мм обеспечивает измерение толщины изделий 2, мм с погрешностью не ниже 2% при толщине более 3,5 мм и с погрешностью не ниже при толидине изделий менее . 3,5 мм.

Claims (1)

  1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БЕЗЭТАЛОН1ЫЙ ТОЛЩИНОМЕР, содержащий генератор высокой частоты, к выходу которого подключены первые входы первого и второго триггеров и первый преобразователь, второй-преобразова-. тель, расположенный на фиксированном расстоянии от первого и предназначенный для акустического контакта с той же поверхностью изделия, и сое диненный через усилитель с вторым входом первого триггера генератор пилообразного напряжения, входом подключенный к выходу первого триггера, выходом - к первому входу преобразователя масштаба времени, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход с измерителем временного интервала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений в область малых толщин, второй вход второго триггера подключен к выходу части предварительных каскадов усилителя, имеющей коэффициент усиления на 20-30 дБ меньше, чем у всего усилителя.
    SU „.,1029007
SU813349265A 1981-10-22 1981-10-22 Ультразвуковой безэталонный толщиномер SU1029007A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813349265A SU1029007A1 (ru) 1981-10-22 1981-10-22 Ультразвуковой безэталонный толщиномер

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813349265A SU1029007A1 (ru) 1981-10-22 1981-10-22 Ультразвуковой безэталонный толщиномер

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1029007A1 true SU1029007A1 (ru) 1983-07-15

Family

ID=20980878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813349265A SU1029007A1 (ru) 1981-10-22 1981-10-22 Ультразвуковой безэталонный толщиномер

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1029007A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Патент GB If 1219290, кл. G 01 В 17/02, 1971. 2, Авторское свидетельство СССР № 658857. кл. G 01 N 17/02, 1979 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6122968A (en) Delay line for an ultrasonic probe and method of using same
US5793704A (en) Method and device for ultrasonic ranging
US4570486A (en) Ultrasonic thickness gauge circuit with transit path correction
US4567766A (en) Piezoelectric ultrasonic apparatus and method for determining the distance from a predetermined point to a target
US5201225A (en) Instrument for measuring thickness of coated plate and method thereof
JPS6156450B2 (ru)
US3028749A (en) Ultrasonic fluid density measuring system
US3423992A (en) Ultrasonic apparatus for measuring thickness or distances
Martin et al. Ultrasonic ranging gets thermal correction
SU1029007A1 (ru) Ультразвуковой безэталонный толщиномер
JP2697508B2 (ja) 炉壁の超音波厚さ計測方法
JP2001343365A (ja) 金属薄板の厚み共振スペクトル測定方法及び金属薄板の電磁超音波計測方法
US4038629A (en) Propagation delay meter
US3487690A (en) Acoustical thermometry
JPS60257333A (ja) 応力測定方法
RU2052769C1 (ru) Ультразвуковой способ измерения толщины изделия с большим затуханием ультразвука и устройство для его осуществления
SU1345063A1 (ru) Способ определени толщины и скорости распространени ультразвуковых объемных волн в издели х
JPH0676998B2 (ja) パルス反射法による超音波の往復時間精密測定法
RU2034236C1 (ru) Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер
Slotwinski et al. Ultrasonic measurement of the dynamic elastic moduli of small metal samples
RU2195635C1 (ru) Способ измерения уровня жидких и сыпучих сред
Djelouah et al. Pulsed calibration technique of miniature ultrasonic receivers using a wideband laser interferometer
US3540279A (en) Acoustic sensing system
SU1732177A1 (ru) Способ определени температурного коэффициента скорости ультразвука
SU1188641A1 (ru) Способ измерени скорости распространени акустических волн в диэлектриках и устройство его реализующее