SU1352204A1 - Ультразвуковой толщиномер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области не- разрушающего контрол  и может быть использовано при измерении толщин грубооб- работанных или сильно корродированных изделий. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контрол  за счет отбраковки заведомо неверных показаний при непрохождении зондирующего сигнала. При нарущении акустического контакта первый мультивибратор вырабатывает импульс длительностью больщей, чем интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей изделий, на интеграторе по вл етс  большее напр жение, которое блокирует при помощи ключа индикатор максимальной толщины. При пропадании эхосигна- лов от обеих поверхностей издели  ключи размыкаютс  и блокируют индикаторы максимальной и минимальной толщины. Это позвол ет сделать индикацию более устойчивой и повысить надежность контрол . I ил. со сд 1чЭ го о

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано при измерении толщин грубообработанных или сильно корродированных изделий.

Целью изобретени   вл етс  повыщение надежности контрол  за счет отбраковки заведомо неверных показаний при непрохождении зондирующего сигнала.

На чертеже изображена структурна  схема ультразвукового толщиномера.

Ультразвуковой толщиномер содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2, преобразователь 3, усилитель 4, первый селектор 5, первый мультивибратор 6, схему 7 антисовпадений, интегратор 8 и индикатор 9, генератор 10 строба , включенный между синхронизатором 1 и первым селектором 5, последовательно соединенные второй селектор 11 и второй мультивибратор 12, включенные между первым селектором 5 и входом схемы 7 антисовпадений , второй вход второго селектора 11 соединен с выходом первого мультивибратора 6, две цепи, кажда  из которых содержит диод 13 (14) и соединенные с ним дополнительный индикатор 15(16) и конденсатор 17 (18), а также переключатели 19 и 20, в первой цепи соединенные последовательно с конденсатором 17, а во второй - с конденсатором 18 параллельно, два ключа 21 и 22, первый вход первого ключа 21 соединен с выходом первого мультивибратор.а 6, второй вход первого ключа 21 - с выходом интегратора 8, выход первого ключа 21 - с входом первого диода 13, а первый вход второго ключа 22 - с выходом второго мультивибратора 12, второй вход второго ключа 22 - с выходом интегратора 8, выход второго ключа 22 - с входом второго диода 14.

Ультразвуковой толщиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 и генератор 10 стробирующих импульсов. Импульс генератора 2 возбуждает преобразователь 3 совмещенного типа, который излучает ультразвуковые колебани  через слой контактной жидкости в изделие. Ультразвуковые колебани  распростран ютс  в толще издели  и многократно отражаютс  от его противоположны Х поверхностей . Отраженные от противоположных поверхностей издели  импульсы принимаютс  преобразователем 3 и преобразуютс  в электрические импульсы, которые усиливаютс  и детектируютс  усилителем 4. После усилени  и детектировани  эхоимпульсы поступают на вход первого временного селектора 5. Временным селектором 5 управл ет генератор 10 стробирующих импульсов, который определ ет интервал пропускани  первого временного селектора 5 на врем  действи  на его входе только эхоимпуль- сов.

На выход первого временного селектора 5 проход т только эхоимпульсы, отраженные от наружной и внутренней поверхностей издели . Первый импульс, отраженный от

наружной поверхности издели , запускает первый мультивибратор 6 и одновременно поступает на первый вход второго временного селектора 11. При запуске мультивибратор 6 генерирует импульс пр моугольной формы, длительность которого

превышает длительность посучедовательности эхоимпульсов, многократно отраженных в толще издели . Это исключает возможность повторного запуска мультивибратора 6 от одной и той же последовательности многог кратно отраженных в толще издели  эхо- импульсов.

Импульс пр моугольной формы с выхода первого мультивибратора 6 поступает на один из входов схемы 7 антисовпадений и одновременно этот импульс поступает

0 на второй вход второго временного селектора 11 и на управл ющий вход первого электронного ключа 21.

Поскольку импульс на выходе первого ждущего мультивибратора б задерживаетс  относительно эхоимпульса от наружной поверхности издели  на врем  срабатывани  первого ждущего мультивибратора 6, то на выходе второго временного селектора 11 выдел ютс  эхоимпульсы, отраженные от внутренней поверхности издели . Первый из пос ледовательности эхоимпульсов, отраженных от внутренней поверхности издели , с выхода второго временного селектора 11 поступает на вход второго мультивибратора 12 и запускает его, в результате чего на его выходе по вл етс  импульс пр моугольной формы, длительность которого превышает

5

5

длительность пр моугольного импульса первого мультивибратора 6.

Импульс пр моугольной формы с выхода второго мультивибратора 12 поступает на

второй вход схемы 7 антисовпадений и на управл ющий вход второго электронного ключа 22. В схеме 7 антисовпадений производитс  сложение двух импульсов пр моугольной формы одинаковой амплитуды и пол рности , сдвинутых один относительно другого на врем , определ емое временным интервалом между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей издели , который пропорционален измер емой толщине издели .

Выработанный в схеме 7 антисовпадений

импульс пр моугольной формы длительностью , равной времени прохождени  ультразвуковых колебаний через толщину издели , поступает на интегратор 8, где происходит его преобразование в напр жение

посто нного тока, величина которого пропорциональна измер емой толщине издели . С выхода интегратора 8 11апр жение посто нного тока поступает на индикатор 9 текущего значени  толщины издели .

дели , то на выходе схемы 7 антисовпадений по вл етс  импульс длительностью, равной длительности импульса, 11оступивн1е- го с выхода первого мультивибратора 6. Поскольку длительность этого импульса в несколько раз превышает временной интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей издели , то на выходе интегратора 8 по вл етс  ложное напр жение, величина которого также нреЭто же напр жение поступает на сигнальные входы электронных ключей -21 и 22, которые в исходном состо нии разомкнуты .

С приходом импульса с выхода первого мультивибратора 6 на управл ющий вход электронного ключа 21 последний замыкаетс  и в результате на катод диода 13 с выхода интегратора 8 через электронный ключ 21 поступает положительное

напр жение посто нного тока, величина ко- 10 вышает напр жение, пропорциональное ii3- торого пропорциональна текущему значениюмер емой толщине издели  1. При по визмер емой толщины изделий. В момент лении такого импульса с выхода первого замыкани  электронного ключа 21 черезмультивибратора 6 на управл ющем входе

диод 13 начинает разр жатьс  конденса-электронного ключа 21 происходит его затор 17, который до начала измерени  был мыкание, и с выхода интегратора 8 через

электронный ключ 21 на катод диода 13 поступает ложное напр жение посто нного тока.

Но так как конденсатор 17 был зар жен до напр жени , соответствуюп1его

ду диода 13, через который происходит 20 минимальной толщине издели , котор ое зна- разр д конденсатора 17. Следовательно,чительно ниже уровн  «ложного напр жени  на катоде диода 13, то изменени  показаний индикатора 15 запоминани  минимального значени  толщины издели  не происходит.

При пропадании эхоимпульса, отраженного от внутренней поверхности издели , второй мультивибратор 12 прекращает подачу на управл ющий вход электронного ключа 22 разрешающего импульса пр мозар жен от источника положительного напр жени  через переключатель 19. Уровень напр жени , до которого разр жаетс  конденсатор 17, определ етс  величиной посто нного напр жени , приложенного к катоуменьшение посто нного напр жени  на катоде диода 13 вызывает уменьщение посто нного напр жени  на его аноде, до уровн  которого разр жаетс  конденсатор 17, в то врем  как увеличение посто нного напр жени  на катоде диода 13, соответствующее увеличению толщины издели , сохран ет предыдущий уровень.

Таким образом, информаци  о мини25

мальном значении толщины издели  запоминаетс  на конденсаторе 17 в виде напр жени  посто нного тока, значение которого фиксируетс  с помощью индикатора 15. С приходом импульса с выхода второго мультивибратора 12 на управл ющий вход электронного ключа 22 он замыкаетс  и через него с выхода интегратора 8 поступает положительное напр жение посто нного тока, величина которого пропорциональна текущему значению измер емой толщины издели , и через диод 14 и переключаэл угольной формы, и ложное напр жение посто нного тока с интегратора 8 через электронный ключ 22 не проходит, так как последний разомкнут. Поэтому указанное напр жение не вызывает изменени  уровн  напр жени  на конденсаторе 18, до которого он был зар жен в момент запоминани  информации о максимальном значении толщины издели  при отсутствии нарушени  акустического контакта.

Возможен случай, когда в результате нарущени  акустического контакта или на35

тель 20 ( «Сброс) зар жает конденса- дО -тичи  сильно корродированных поверхностей

контролируемого издели  происходит кратковременное пропадание обоих эхоимпульсов, т. е. эхоимпульсов, отраженных от наружной и внутренней поверхностей издели . В этом случае первый и второй мультитор 18. Напр жение, до которого зар дилс  конденсатор 18, со знаком плюс прикладываетс  к катоду диода 14 и запирает его. Когда потенциал на конденсаторе становитс  равным потенциалу на аноде диода 14, зар д конденсатора 18 пре- 45 вибраторы 6 и 12 прекращают генериро- кращаетс . В то же врем  уменьщениевать импульсы пр моугольной формы и подавать их на соответствующие входы схемы 7 антисовпадений и электронных ключей 21 и 22. В результате этого электронные ключи 21 и 22 наход тс  в разомкнутом мальном значении толщины издели  запо- 50 состо нии и, тем самым, исключаетс  воз- минаетс  на конденсаторе 18 в виде на-можность разр да конденсатора 17 и нарупр жени , фиксируемого с помощью индикатора 16.

Если в процессе сканировани  поверхности контролируемого издели  преобразователем 3 происходит кратковременное нару- 55 шение акустического контакта, в результате

напр жени  на выходе электронного ключа 22 не .может вызвать уменьшени  напр жени  на конденсаторе 18.

Таким образом, информаци  о максишение зар да конденсатора 18.

Таким образом, благодар  введению ключей 21 и 22 исключаетс  вли ние пропадани  акустического контакта на показани  индикаторов минимальной и максимальной толщины издели , что повышает надежность контрол .

чего происходит пропадание эхоимпульса, отраженного от внутренней-поверхности издели , то на выходе схемы 7 антисовпадений по вл етс  импульс длительностью, равной длительности импульса, 11оступивн1е- го с выхода первого мультивибратора 6. Поскольку длительность этого импульса в несколько раз превышает временной интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей издели , то на выходе интегратора 8 по вл етс  ложное напр жение, величина которого также нревышает напр жение, пропорциональное ii3- мер емой толщине издели  1. При по вэл угольной формы, и ложное напр жение посто нного тока с интегратора 8 через электронный ключ 22 не проходит, так как последний разомкнут. Поэтому указанное напр жение не вызывает изменени  уровн  напр жени  на конденсаторе 18, до которого он был зар жен в момент запоминани  информации о максимальном значении толщины издели  при отсутствии нарушени  акустического контакта.

Возможен случай, когда в результате нарущени  акустического контакта или на35

дО -тичи  сильно корродированных поверхностей

контролируемого издели  происходит кратковременное пропадание обоих эхоимпульсов, т. е. эхоимпульсов, отраженных от наружной и внутренней поверхностей издели . В этом случае первый и второй мультивибраторы 6 и 12 прекращают генериро- вать импульсы пр моугольной формы и подавать их на соответствующие вхо антисовпадений и электронных и 22. В результате этого электр чи 21 и 22 наход тс  в р состо нии и, тем самым, исклю можность разр да конденсатора

шение зар да конденсатора 18.

Таким образом, благодар  введению ключей 21 и 22 исключаетс  вли ние пропадани  акустического контакта на показани  индикаторов минимальной и максимальной толщины издели , что повышает надежность контрол .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор , генератор, нреобразователь, усилитель , первый селектор, первый мультивибратор , схему антисовпадений и индикатор, генератор строба, включенный между синхронизатором и первым селектором последовательно соединенные второй селектор и второй мультивибратор, включенные между первым селектором и входом схемы антисовпадений , второй вход второго селектора соединен с выходом первого мультивибратора , две цепи, кажда  из которых содержит диод и соединенные с ним дополнительный индикатор и конденсатор, а также переключатель, соединенный последовательно с конденсатором в первой цепи, а во второй - соединенный с конденсатором параллельно , отличающийс  тем, что, с целью

   повыщени  надежности контрол , он снабжен двум  ключами, первый вход первого ключа соединен с выходом первого мультивибратора, второй вход первого ключа - с выходом интегратора, выход первого

   ключа - с входом первого диода, а первый вход второго ключа - с выходом второго мультивибратора, второй вход второго ключа - с выходом интегратора, выход второго ключа - с входом второго диода.