SU1422797A1 - Method and apparatus for determining thickness of articles - Google Patents

Method and apparatus for determining thickness of articles Download PDF

Info

Publication number
SU1422797A1
SU1422797A1 SU864169914A SU4169914A SU1422797A1 SU 1422797 A1 SU1422797 A1 SU 1422797A1 SU 864169914 A SU864169914 A SU 864169914A SU 4169914 A SU4169914 A SU 4169914A SU 1422797 A1 SU1422797 A1 SU 1422797A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
contact layer
thickness
liquid
additional
product
Prior art date
Application number
SU864169914A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.А. Шерашов
А.Х. Мурниекс
В.Б. Кузнецов
М.И. Манжелий
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3430
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 Предприятие П/Я А-3430 filed Critical Предприятие П/Я А-3430
Priority to SU864169914A priority Critical patent/SU1422797A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1422797A1 publication Critical patent/SU1422797A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относнтсп к неразрушающему ультразвуковому контролю качества и может быть использовано дл  измерени  толщины изделий, из:любых материалов при одностороннем доступе к их поверхност м. Цель изобретени  - повышение точности измерени  толщины изделий. Изменением толщины контактного сло  добиваютс  равенства резонансных частот в трех- компонентной системе пьезопреобразо- патель - жидкостный коитактньп слой - контролируемое изделие и в двухком- понентной системе пьезопреобразова- тель -  мдкостный контактный слой. По равной резонансной частоте определ ют толщину контролируемого изде- л  . Дл  осуществлени  способа используют устройство, содержащее ос- новную и дополнительную пьезопласти- ны, корпус, держатель, на котором закреплены основна  н дополнительна  пьезопластины и который установлен в корпусе с возможностью перемещени , микрометрический винт, шарнирно св занный с держателем и с помощью винтового соединени  с корпусом, а также пассивную пьезопластину, идентичную основной и дополнительной пьезо- пластинам. Основна  и дополнительна  пьезопластины акустически нагружены через контактные жидкости соответствен- но на контролируемое изделие и пассивную пьезопластину. Причем скорость распространени  ультразвуковых колебаний в 7 кдкости, которой заполнена полость, образованна  корпусом, основной пьезопластиной и контролируемьтм изделием, в два раза выше, чем скорость распространени  ультразвуковых колебаний в жидкости, которой заполне™ на полость, образованна  корпусом, дcлoлниteльнoй и пассивной пьезоплас- тинами. Акустическа  система, образо- ванна  дополнительной пьезопластиной, жидкостньм контактным слоем и пассивной пьезопластиной, представл ет собой , модель двухкомпонентной системы пьезо- пластина - жидкостный контактный слой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л CZ соThe invention relates to non-destructive ultrasonic quality control and can be used to measure the thickness of products, from: any materials with one-way access to their surfaces. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the thickness of products. By varying the thickness of the contact layer, the resonance frequencies in the three-component system of the piezoelectric transducer — the liquid co-active layer — the controlled product and the piezo-transducer — the interfacial contact layer are achieved. The thickness of the monitored product is determined at an equal resonant frequency. To implement the method, use is made of a device containing a main and additional piezoplastics, a housing, a holder on which the main additional piezoplates are fixed and which is mounted in a housing for movement, a micrometer screw hinged to the holder and using a screw connection the case, and also the passive piezoplate, identical to the main and additional piezo-plates. The main and additional piezoplates are acoustically loaded through contact liquids, respectively, on the controlled product and the passive piezoplate. Moreover, the speed of propagation of ultrasonic vibrations in 7 kdkotsy, which is filled with a cavity formed by the body, the main piezo plate and controlled by the product, is two times higher than the speed of propagation of ultrasonic vibrations in the liquid, which filling ™ on the cavity formed by the body, passive and passive piezoplastics . The acoustic system, formed by an additional piezoplate, a liquid contact layer and a passive piezoplate, is a model of a two-component piezo-plate system — a liquid contact layer. 2 sec. f-ly, 2 ill. (L CZ with

Description

Изобретение относитс  к неразру- шагощему ультразвуковому контролю и может быть использовано дл  измерени  толщины изделий из лгобьгх материалов при одностороннем-доступе к их поверхност м .The invention relates to non-destructive ultrasonic testing and can be used to measure the thickness of articles made of material with unilateral access to their surfaces.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  толщины изделий.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the thickness of products.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство дл  осуществлени  способа на фиг, 2 показаны графики зависимости резонансной частоты трехкомпонент ной системы пьезс)преобразователь жид костный контактный слой - контроли руемое изделие (сплошные линии) и двухкомпо нентной. системы пьезопреоб- разователь - жидкостный контактный слой (пунктирна  лини ) от толщины сло  контактной жидкости.FIG. 1 shows the proposed device for carrying out the method in FIG. 2 shows the graphs of the dependence of the resonant frequency of a three-component piezoconverter system; a liquid contact layer transducer — a controlled product (solid lines) and a two-component one. piezoelectric transducer systems - liquid contact layer (dotted line) versus thickness of the contact liquid layer.

Устройство содержит одинаковые ог.новнуга и дополнительную 2 пьезо- пластины, служащие дл  возбуждени  ультразвуковых колебаний (УЗК), Пье зопластины 1 и 2 электрически объединены между собой и закреплены на общем держателе 3, который может перемещгтьс  внутри корпуса 4 микрометрическим винтом 5, св занным шарт нирно с держателем 3 и с помощью резьбового соединени  с корпусом 4, Под дополкительной пьезопластиной 2 расположена с ней соосно пассивна  кьезогшастина б, идентична  пьезо- пластинам .1 и 2. Она не воз.буждает УЗК и в резонансных  влени х участвует как пассивный слой. Эта пьезо пластина закреплена на регулировоч- Ж7М диске 7J которьй св зан с корпусом 4 с помощью резьбового соединени  и обеспечивает возможность корректировки рассто ни  между пьезо- плас гинами 2 и 6, Кроме того, регулировочный диск 7 герметизирует локальную полость 8 под дополнительной пьезопластиной, котора  заполнена жидкостью со скоростью распространени  в ней ультразвуковых-колебаний в два раза меньшей скорости ультразвуковых колебаний в жидкости, заполн ю «щей локальную полость 9 .под основной пьезопластиной 1 j, Акустические сопротивлени  обеих жидкостей одинаковые.The device contains the same external bolster and an additional 2 piezo-plates that serve to excite ultrasonic vibrations (UST), the Pyper plates 1 and 2 are electrically connected to each other and mounted on a common holder 3, which can be moved inside the casing 4 with a micrometer screw 5 connected The chart is nirno with the holder 3 and with the help of a threaded connection with the housing 4, Underneath the additional piezoplate 2, the cozyogastine b is coaxially passive with it, identical to the piezo-plates .1 and 2. It does not cause ultrasonic vibrations and resonant effects and x is involved as a passive layer. This piezo plate is attached to the adjusting disk 7J which is connected to the housing 4 by means of a threaded connection and makes it possible to adjust the distance between the piezo plastics 2 and 6. In addition, the adjusting disk 7 seals the local cavity 8 under an additional piezoplate, which filled with fluid with the speed of ultrasonic vibrations propagating therein by two times lower than the velocity of ultrasonic vibrations in the fluid filling the local cavity 9. under the main piezo plate 1 j, Acoustic cones The motivations of both fluids are the same.

Способ изобретени  заключаетс  в том, что резонансна  частота, одинакова  дл  трехкомпокентной системы . пьезопреобразователь - жидкостный контактный слой - контролируемое изделие и двухкомпонентной системы пьезопреобразователь жидкостныйThe method of the invention is that the resonant frequency is the same for a three-component system. piezo transducer - liquid contact layer - controlled product and two-component piezo transducer liquid

контактный слой, равна резонансной частоте ненагруженного (сзободноко- леблющегос ) контролируемого издели . Зна  эту частоту, можно определить толщину издели  по Формуле, справедливой дл  издели  с ненагруженными поверхност миthe contact layer, is equal to the resonant frequency of the unloaded (freely-liberating) controlled product. Knowing this frequency, you can determine the thickness of the product by the Formula that is valid for a product with no loaded surfaces.

10ten

п-е nth

(1)(one)

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

Где с - скорость распространени  УЗКWhere c - the speed of propagation of ultrasonic testing

в материале издели  f - резонансна  частота; п - номер резонанса. .in the material of the product, f is the resonant frequency; n is the resonance number. .

Дл  осуществлени  способа измерени  толщины издели  используетс  дополнительна  система слоев, зависи-- мость резонансной частоты которой от толщины контактного сло  полностью , совпадает с аналогичной зависимостью дл  двухкомпонентной системы пьезопреобразователь - жидкостный контактный слой. Таким образом дополнительна  система  вл етс  моделью двухкомпонентной системы.To implement the method of measuring the thickness of the product, an additional system of layers is used, the dependence of whose resonant frequency on the thickness of the contact layer completely coincides with a similar dependence for a two-component piezoelectric transducer-liquid contact layer. Thus, the additional system is a model of a two component system.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Перед проведением измерений устанавливают зазоры между основной пье--- зопластиной 1 и изделием 10 и между дополнительной 2 и пассивной 6 пье- зопластинами. Дл  этого располагают устройство на поверхности издели  10 и ввод т в соприкосновение с изделием 10 основную пьезопластину 1 с помощью микрометрического винта 5. Далее снимают устройство с издели  10 и, враща  регулировочный диск 7, добиваютс  соприкосновени  дополнительной 2 и пассивной 6 пьезоплас- тин. Затем устанавливают устройство на изделие 10 и злектрическими колебани ми переменной частоты возбуждают основную 1 и дополнительную 2 пьезопластины и определ ют резонансные частоты акустических колебаний в трехкомпонентной и двухкомпонентной системах устройства. Измен  .толщину жидкостного контактного с ло , вращением микрометрического винта 5 определ ют резонансную частоту, равную дл  обеих систем. Это соответствует пересечению зависимостей резонансных частот трехкомпонентной и двухкомпонентной систем от толщины жидкостного контактного сло  (см. фиг. 2), Использу  выражение (О, определ ют толщину контролируемого издели .Before the measurements, gaps between the main pie plate 1 and product 10 and between the additional 2 and passive 6 pie plates are set. To do this, place the device on the surface of the product 10 and put the main piezoplate 1 in contact with the product 10 using a micrometer screw 5. Next, remove the device from the product 10 and, by rotating the adjustment disk 7, contact the additional 2 and passive 6 piezoplastics. Then, the device is installed on the product 10 and electrically oscillations of variable frequency excite the main 1 and additional 2 piezoplates, and determine the resonant frequencies of the acoustic oscillations in the three-component and two-component systems of the device. Changing the thickness of the liquid contact with the law, rotating the micrometer screw 5 determines the resonance frequency for both systems. This corresponds to the intersection of the dependences of the resonant frequencies of the three-component and two-component systems on the thickness of the liquid contact layer (see Fig. 2). Using the expression (O, determine the thickness of the product under test.

Таким образом данный способ измерени  толщин изделий позвол ет попы- снть точность измерениП за счет определени  резонансной частоты трехком- понентной системы пьезопреобразова- тель - жидкостный контактный слой - контролируемое изделие, при которой полностью отсутствует вли ние пьеао- пластины и контактного сло  на конт- ролируемое изделие.Thus, this method of measuring the thickness of products allows you to try out the measurement accuracy by determining the resonant frequency of the three-component system piezo transducer - liquid contact layer - a controlled product, which completely eliminates the influence of the piezo-plate and the contact layer on the controlled surface. product.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula 1 . Спо соб определени  толщины изделий , заключающийс  в том, что возбуждают с помощью пьезопреобразовате- л  через жидкостный контактный слой ультразвуковы е колебани  переменной частоты в контролируемом изделии, измен ют толпу ну контактного сло  и определ ют резонансные частоты системы пьезопреобразонатель - жидкостный контактный слой - контролируемое изделие при различных значени х, толщины контактного сло , с учетом которых определ ют толщину контролируемого издели , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, дополнительно определ ют резонансные .частоты системы пьезо- преобразователь - жидкостный контактный слой при различных значени х толщины жидкостного контактного сло , а толщину издели  определ ют по резонансной частоте одинаковой дл  one . The method of determining the thickness of products, which involves exciting a variable frequency ultrasonic oscillations in a controlled product using a piezoelectric transducer through a liquid contact layer, changes the crowd of the contact layer, and determines the resonant frequency of the system piezoelectric transducer — liquid contact layer — controlled product at various values, the thickness of the contact layer, on the basis of which the thickness of the product under test is determined, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, to The resonant frequencies of the piezoelectric transducer system — a liquid contact layer at different values of the thickness of the liquid contact layer — are determined, and the thickness of the product is determined from the resonance frequency систем пьезопреобразовател, - жп.ц- костмый контактный слой - контролируемое изделие и пьезопреобразова- тель - жидкостный контактный слой.piezotransducer systems, - gp- cosmic contact layer - controlled product and piezotransducer - liquid contact layer. 2. Устройство дл  определени  толщины изделий, содержащее корпус, держатель, установленный с возможностью перемещени  внутри корпуса, одинаковые основную и дополнительную пьезопластины, электрически соединенные между собой и закрепленные на держателе, микрометрический винт, св занный шарнирно с держателем и nocjfbACTBoM резьбового соединени  с корпусом, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений, оно снабжено регулирЬпоч- ньгм диском, соединенным с корпусом посредством резьбового соединени  и расположенным соосио с дополнитель- . ной пьезопластиной, пассивной пьезо- пластин(}й, идентичной двум другим и закрепленной на регулировочном диске , полость, образованна  корпусом, дополнительной пьезопластикой и ре гулировочным диском, заполнена контактной жидкостью, полость под основной пьезопластиирй предназначена дл  заполнени  рабочей контактной жидкостью с равным акуст ическим со- проти плением, и скоростью распростра- непи  ультразвуковых колебаний боль- ,, шей, чем в первой жидкости п два раза.2. A device for determining the thickness of products, comprising a housing, a holder mounted for movement within the housing, identical main and additional piezoplates, electrically interconnected and mounted on the holder, a micrometric screw connected pivotally to the holder and nocjfbACTBoM of a threaded connection with the body, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with an adjustable hard disk connected to the housing by means of a threaded connection and located coaxially with itel-. a piezoplate, a passive piezo plate (} i, identical to the other two and fixed on the adjusting disk; the cavity formed by the body, additional piezoplasty and the regulating disk is filled with contact liquid; the cavity under the main piezoplastic is designed to fill the working contact liquid with equal acoustic with contraction, and the rate of propagation of ultrasonic oscillations of the neck, than in the first liquid n twice. 1Ккх%бб 9 хх оббххх х боблг1Kh% bb 9 xx obbhhh x boblg - т,1 .- t, 1. :f.: f. 0 . : 0.1 ц0 : 0.1 c ТЬлщ1/но  и/д/гостного ftoft/noK/mioto сло Tlsch1 / but and / d / guest ftoft / noK / mioto Ц}ШC} W itsSitsS ннnn
SU864169914A 1986-12-29 1986-12-29 Method and apparatus for determining thickness of articles SU1422797A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864169914A SU1422797A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Method and apparatus for determining thickness of articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864169914A SU1422797A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Method and apparatus for determining thickness of articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1422797A1 true SU1422797A1 (en) 1990-12-30

Family

ID=21276143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864169914A SU1422797A1 (en) 1986-12-29 1986-12-29 Method and apparatus for determining thickness of articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1422797A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707199C1 (en) * 2018-12-18 2019-11-25 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method of determining article thickness at one-sided access

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 896412, кл. G 01 В 17/02, 1985. Авторское свидетельство СССР 896413, кл. G 01 В 17/02, 1985. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707199C1 (en) * 2018-12-18 2019-11-25 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method of determining article thickness at one-sided access

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4741200A (en) Method and apparatus for measuring viscosity in a liquid utilizing a piezoelectric sensor
Martin et al. Viscosity and density sensing with ultrasonic plate waves
US3903732A (en) Viscosimeter and densitometer apparatus
US2998723A (en) Sonic wave conductor
GB2236591A (en) Vibrating element apparatus for fluid density and/or viscosity determination
US4147064A (en) Testing of materials with stress waves
US3943753A (en) Solid state viscosimeter
Schirru et al. Development of a shear ultrasonic spectroscopy technique for the evaluation of viscoelastic fluid properties: Theory and experimental validation
US3080752A (en) Continuous level measuring apparatus
SU1422797A1 (en) Method and apparatus for determining thickness of articles
CN1277350A (en) Level measuring method for container and device for practicing the same method
Maity et al. Analytical characterization and simulation of a 2-D capacitive micromachined ultrasonic transducer array element
Antlinger et al. Investigation and modeling of an acoustoelectric sensor setup for the determination of the longitudinal viscosity
Zhang et al. Mass effects of quartz resonant sensors with different surface microstructures in liquids
SU682796A1 (en) Apparatus for the determination of shear viscosity and elasticity of media
Kim et al. Sensing the properties of liquids with doubly rotated resonators
JP2004012149A (en) Liquid physical property measuring apparatus
JP3041535B2 (en) Vibration damping characteristic measuring method and measuring device
RU2735315C1 (en) Liquid surface parameters gage
SU1518781A1 (en) Method of ultrasnic inspection of characteristics of unidirectional irregularities of surface of articles
SU1228007A1 (en) Method of article ultrasonic inspection
SU1657954A1 (en) Method of determination of physico-mechanical characteristics of thin films
Purohit et al. A piezo-resonator method for shear attenuation measurement of rubber
Varadan et al. Local global SAW sensors for turbulence
SU938131A1 (en) Device for measuring physical properties of viscoelastic media