SU1320662A1

SU1320662A1 - Ultrasonic echo-pulse thickness gauge for checking inner tube

Info

Publication number: SU1320662A1
Application number: SU853977830A
Authority: SU
Inventors: Василий Арсентьевич Цымбалист
Original assignee: Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1987-06-30

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в шинной промышленности дл измерени толщин стенок автокамерной трубки, производимой с помощью щпри ц-мащин. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени толщины стенок автокамерной трубки за счет компенсации погрешности, св занной с разнородностью структуры материала контролируемого издели . Наличие калибровочного канала , включающего последовательно электроакустически соединенные калибровочный образец 19 из однородного по структуре материала контролируемой трубки 2li. ультразвуковой преобразователь 20, измеритель 21 временного интервала, pacuinpiiTCMb 22 импульсов и компаратор 23, позвол ет исключить вли ние неравномерного распределени компонент резиновой смеси, из которой изготавливают автокамерную трубку 26. на результат измерени толщины стенок контролируемого издели . 1 ил. О) со го о 05 05 Ю хThe invention relates to non-destructive testing of materials and products and can be used in the tire industry to measure the thickness of the walls of an auto-chamber tube produced by means of a cn-mask. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the thickness of the walls of the autocameral tube by compensating for the error associated with the heterogeneity of the material structure of the tested product. The presence of a calibration channel that includes in series electro-acoustically connected calibration sample 19 from a 2li controlled tube of uniform material structure. The ultrasonic transducer 20, the time interval meter 21, the pacuinpiiTCMb 22 pulses and the comparator 23, eliminates the influence of the uneven distribution of the components of the rubber mixture from which the autochamber tube is made 26. on the wall thickness measurement of the product being tested. 1 il. O) from about 05 05 S x

Description

Изобретение относитс к устройствам дл неразрушающего контрол материалов и изделий и может быть использовано дл измерени толщины стенок автокамерной трубки, производимой с помощью щприц-машин и примен емой в шинной промышленности дл изготовлени автокамер.The invention relates to devices for non-destructive testing of materials and products and can be used to measure the wall thickness of an auto-chamber tube produced by syringe machines and used in the tire industry for the manufacture of auto-chambers.

Цель изобретени - повышение точности измерени толщины стенок автокамерной трубки за счет компенсации погрешности, св занной с разнородностью структуры материала контролируемого издели .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the wall thickness of the auto-chamber tube by compensating for the error associated with the heterogeneity of the material structure of the tested product.

На чертеже представлена блок-схема ультразвукового эхоимпульсного толщиномера дл контрол автокамерной трубки.The drawing shows a block diagram of an ultrasonic echo pulse thickness gauge for monitoring an auto-tube.

Толщиномер содержит последовательно электроакустически соединенные генератор, зондирующи.х импульсов, ультразвуковой преобразователь 2, эталонный образец 3 и усилитель 4, выходом подключенный к входу генератора 1 зондирующих импульсов, последовательно соединенные коммутатор 5, входом подключенный к генератору 1 зондирующих импульсов, блок 6 ультразвуковых пьезо- преобразователей 7-10, предназначенных дл установки вокруг контролируемой трубки , второй усилитель II, фор1мирователь 12 импульсов, триггер 13, расширитель 14 импульсов , элемент 15 совпадени и регистратор 16, интегратор 17, включенный между выходом генератора 1 зондирующих импульсов и входом расширител 14 импульсов, генератор 18 тактовых импульсов, выходом ;;()Лключенн з1Й к втором} входу элемента 15 совпадени , последовательно электроакустически соединенные калибровочный образец 19 из однородного по структуре материала контролируемой трубки, второй ультразвуковой пьезопреобразователь 20, измеритель 21 временного интервала, второй расширитель 22 импульсов и комнаратор 23, подключенные к выходу триггера 13 последовательно соединенные второй ком.мутатор 24 и третий раснжритель 25 импульсов, выходом подключенный к вторым входам компаратора 23. Позицией 26 обозначена контролируема евтокамерна трубка.The thickness gauge contains a series of electro-acoustically connected generator, probe pulses, ultrasonic transducer 2, reference sample 3 and amplifier 4, an output connected to the input of the probe pulses generator 1, connected in series to the switch 5, the input connected to the probe pulses generator 6 converters 7-10, designed to be installed around the test tube, second amplifier II, driver 12 pulses, flip-flop 13, expander 14 pulses, element 15 match and recorder 16, integrator 17 connected between the output of the probe pulses generator 1 and the pulse expander 14, clock pulse generator 18, output ;; () Switching to the second} input of the coincidence element 15, successively electroacoustically connected calibration sample 19 of uniform over the structure of the material of the controlled tube, the second ultrasonic piezo transducer 20, the meter 21 of the time interval, the second expander 22 pulses and the transmitter 23, connected to the output of the trigger 13 tionary kom.mutator connected the second 24 and third 25 rasnzhritel pulses output connected to second inputs of the comparator 23. A reference numeral 26 denotes controlled evtokamerna tube.

Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер дл контрол автока.мерной трубки работает следующим образом.Ultrasonic echo pulse thickness gauge to control auto-dimensional tube works as follows.

Электроакустическое синхрокольцо, образованное генератором 1 зондирующ:их импульсов , ультразвуковым пьезопреобразова- телем 2, эталонным образцом 3 и усилителем 4, вырабатывает последовательности им- нульсов.The electro-acoustic synchro- ring formed by the generator 1 probing: their pulses, the ultrasonic piezoelectric transducer 2, the reference sample 3 and the amplifier 4, generates sequences of pulses.

Период следовани определ етс скоростью распространени ультразвуковых колебаний (УЗК) в эталонном образце, т. е. в контролируемой автокамерной трубке. При изменении, например, температуры контролируемой трубки измен етс и скорость распространени УЗК, что приводит к изменению частоты генератора 1 зондирующих импульсов . Последовательность импульсов с ге0The follow-up period is determined by the speed of propagation of ultrasonic vibrations (UT) in a reference sample, i.e. in a controlled auto-chamber tube. When, for example, the temperature of the monitored tube changes, the rate of propagation of the ultrasonic wave changes, which leads to a change in the frequency of the probe pulse generator 1. Pulse sequence with ge0

5five

00

5five

00

5five

00

5five

нератора 1 зондирующих импульсов поступает на вход коммутатора 5, на выход которого в определенном пор дке подключаютс ультразвуковые пьезопреобразователи 7-10. Создаваемый, например, ультразвуковым пьезопреобразователем 7 импульс УЗК проходит до внещней поверхности трубки 26 через жидкую среду, например воду, примен емую дл охлаждени и ускорени усадки . Часть ультразвуковых колебаний, отразившись от внешней поверхности трубки 26, поступает обратно на ультразвуковой пьезопреобразователь 7. Друга часть колебаний, пройд стенку трубки 26, отражаетс от ее внутренней поверхности и после выхода из контролируемой стороны стенки трубки 26 поступает на тот же преобразователь. Попада на преобразователь 7, отраженные импульсы преобразуютс в электрические импульсы , которые поступают на вход усилител 11. Усиленные импульсы поступают на вход формировател 12 импульсов, который из последовательности импульсов формирует два импульса, соответствующие двум последовательно отраженным УЗК оси наружной и внутренней поверхностей трубки 26. Эти импульсы используютс дл переключени измерительного триггера 13, на выходе которого формируетс пр моугольный импульс длительностью , завис щей от толщины стенки автокамерной трубки 26 и скорости распространени УЗК в ней. Так как скорость УЗК может измен тьс , например, с изменением температуры трубки 26, то образуетс погрешность измерени , следовательно, длительность импульса, от которого зависит точность измерени , корректируетс .The probe pulser 1 is fed to the input of the switch 5, to the output of which ultrasonic piezo transducers 7-10 are connected in a certain order. An ultrasonic pulse created by, for example, an ultrasonic piezo transducer 7 passes to the outside surface of the tube 26 through a liquid medium, such as water, used for cooling and accelerating shrinkage. Part of the ultrasonic vibrations, reflected from the outer surface of the tube 26, goes back to the ultrasonic piezoelectric transducer 7. Another part of the vibrations, having passed the wall of the tube 26, is reflected from its inner surface and after leaving the controlled side of the wall of the tube 26 goes to the same transducer. When the converter 7 hits, the reflected pulses are converted into electrical pulses that enter the input of amplifier 11. The amplified pulses arrive at the input of the pulse generator 12, which, from a sequence of pulses, forms two pulses corresponding to two successively reflected ultrasonic waves of the outer and inner surfaces of the tube 26. These the pulses are used to switch the measuring trigger 13, at the output of which a rectangular pulse of duration depending on the wall thickness of the chassis is formed tube 26 and the speed of propagation of ultrasonic testing in it. Since the speed of the ultrasonic inspection can vary, for example, as the temperature of the tube 26 changes, a measurement error is formed, therefore, the pulse duration, on which the measurement accuracy depends, is corrected.

Пр моугольный импульс с выхода триггера 13 поступает на один из входов рас- щирител 14 импульсов, на другой вход которого поступает управл ющее напр жение с интегратора 17, который вырабатывает посто нное напр жение в соответствии с частотой генератора 1 зондирующих импульсов , следовательно, в зависимости от скорости УЗК в контролируемой трубке 26. Это обеспечивает поправку на коэффициент расширени импульсов в расширителе 14. Расширенный пр моугольный импульс поступает на первый вход элемента 15 совпадени , на другой вход которого поступают импульсы с выхода генератора 18 тактовых импульсов. Заполненный пр моугольный импульс с выхода элемента 15 совпале:1и поступает на вход регистратора 16, который калибруетс в единицах толнхины.A rectangular pulse from the output of the flip-flop 13 is fed to one of the inputs of the puller of 14 pulses, to the other input of which the control voltage is supplied from the integrator 17, which produces a constant voltage in accordance with the frequency of the probe pulses 1, therefore, depending on from the speed of the ultrasonic inspection in the test tube 26. This provides a correction for the pulse expansion factor in the expander 14. The extended rectangular pulse arrives at the first input of the coincidence element 15, the other input of which is upayut pulses from the generator 18 outputs clock pulses. The filled rectangular impulse from the output of the element 15 coincided: 1 and is fed to the input of the recorder 16, which is calibrated in units of a sunflower.

Резинова смесь, из которой изготавливают автокамерную трубку 26, вл етс многокомпонентной . Скорость распространени УЗК в каждом компоненте имеет различную величину, а сами компоненты неравномерно распределены к нзготавл11вае юм 26, что может привести к ногре н; ности измерений, а следовательно, к бракуThe rubber mixture from which the auto-chamber tube 26 is made is a multi-component. The speed of propagation of ultrasonic testing in each component has a different magnitude, and the components themselves are unevenly distributed to prepare them for 26, which can lead to a drop; measurement, and therefore to marriage

продукции. Компенсаци погрешности измерений толщины из-за неоднородности резиновой смеси осуществл етс следующим образом . Ультразвуковой пьезопреобразова- тель 20 излучает ультразвуковые импульсы в направлении калибровочного образца 19, изготовленного из однородного по структуре материала контролируемой трубки 26, т. е. компоненты резиновой смеси распределены в образце 19 равномерно. Отраженные от передней и задней сторон калибровочного образца 19 УЗК поступают на ультразвуковой пьезопреобразователь 20, который преобразует их в электрические импульсы. Затем измеритель 21 временного интервала усиливает эти импульсы и преобразует их в пр моугольные , пропорциональные толщине и составу калибровочного образца 19, которые поступают на вход второго расщири- тел 22 импульсов. Пр моугольные импульсы с триггера 13 через второй четы- рехканальный коммутатор 24 поступают на входы третьего расщирител 25 импульсов, который при номинальной резиновой смеси преобразует их в равные по щирине между собой и с импульсами, поступающими с расширител 22 импульсов. Показани цифрового компаратора 23 при поступлении на его входы одинаковых импульсов свидетельствуют о норме, а если импульсы с третьего расщирител 25 импульсов отличаютс по длительности от импульсов, поступающих с второго расширител 22 импульсов, индикатор компаратора 23 показывает соответствующее отклонение от нормы. Резинова смесь в этом случае направл етс на дополнительную переработку.products. The compensation of the measurement error of thickness due to the heterogeneity of the rubber mixture is carried out as follows. The ultrasonic piezoelectric transducer 20 emits ultrasonic pulses in the direction of the calibration sample 19, which is made of a uniformly controlled test tube 26, i.e., the components of the rubber mixture are distributed uniformly in the sample 19. Reflected from the front and rear sides of the calibration sample 19, ultrasonic testing is transmitted to an ultrasonic piezoelectric transducer 20, which converts them into electrical impulses. Then, the time interval meter 21 amplifies these pulses and converts them into rectangular ones, proportional to the thickness and composition of the calibration sample 19, which are fed to the input of the second expander 22 pulses. Square pulses from flip-flop 13 through the second four-channel switch 24 are fed to the inputs of the third expander 25 pulses, which, with a nominal rubber mixture, converts them into equal widths between themselves and with the pulses from the spreader 22 pulses. The digital comparator 23 readings when the same pulses arrive at its inputs indicate the norm, and if the pulses from the third expander 25 pulses differ in duration from the pulses from the second expander 22 pulses, the indicator of the comparator 23 shows a corresponding deviation from the norm. In this case, the rubber mixture is sent for additional processing.

00

5five

Изобретение позвол ет повысить точность измерени толщины и качество выпускаемой продукции.The invention makes it possible to improve the accuracy of measuring the thickness and the quality of products.

Claims

Invention Formula

Ultrasonic echo-impulse thickness for control of the auto-chamber tube containing sequentially electro-acoustically connected probe pulse generator, ultrasonic piezotransducer, reference sample and amplifier, output connected to the probe pulse generator, series-connected switch, input connected to the probe pulse generator, 51x piezo transducer block designed to be mounted around a monitored tube, a second amplifier that forms pulses, trigger, extend pulses, match element and recorder, integrator connected between probe pulse generator output and pulse extender input, clock generator, output connected to the second input of the match element, characterized in that, in order to improve measurement accuracy It is equipped with a calibration sample of a uniformly controlled test tube of a uniformly structured material, which is successively electroacoustic soy.Inen1P11mi, and a second ultrasonic piezoelectric transducer; It is a time interval, a second pulse expander and a comparator connected to the trigger output in series by a second comparator and a third emulator of emulsions, an output connected to the second inputs of the combiner.

0

five