SU1446469A1

SU1446469A1 - Ультразвуковой толщиномер

Info

Publication number: SU1446469A1
Application number: SU874271181A
Authority: SU
Inventors: Виталий Александрович Протопопов; Валерий Михайлович Ботько; Юрий Казимирович Романовский; Василий Петрович Вовк
Original assignee: Предприятие П/Я М-5612
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1988-12-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл ультразвуковой толщино- метрии и дефектоскопии изделий из различных однородных материалов. Цель изобретени - повышение точности и надежности измерени толщины в широком диапазоне дл различных материалов. Временной интервал, пропорциональный толщине издели , формируетс по второму и третьему эхосиг- налам, прошедшим через один и тот же компаратор, у которого вход установки напр жени порогового уровн соединен с общей шиной. При этом задержка срабатывани компаратора не вносит, погрешности, формирование временного интервала происходит на участках сигнала с максимальной крутизной фронтов, исключаетс погрешность, вызванна различием значений пороговых уровней компараторов. 2 ил. сл

Description

4

(i

а ;о

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл ультразвуковой тол- щинометрии и дефектоскопии изделий из различных однородных материалов в машинострении.

Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности измерени толщины в широком диапазоне дл различных материалов.

На фиг.1 показана блок-схема ультразвукового толщиномера; на фиг.2 - эпюры, по сн ющие работу его основных узлов.

Толщиномер содержит синхронизатор

I,предназначенный дл запуска генератора 2 зондирующих импульсов, одно вибратора 3 и приведени всего устройства в исходное состо ние перед каждым циклом измерени , преобразователь 4, предназначенный дл излучени ультразвуковых колебаний через иммерсионную жидкость 5 в контролируемое изделие 6, приема отраженных от изде ЛИЯ 6 эхоимпульсов и преобразовани последних в электрические импульсы,

усилитель 7, компаратор 8, предназначенный дл вьщелени сигналов над уровнем шумов, схему определени положени во времени первого отраженного импульса, состо щую из одновиб- ратора 3, триггера 9 и схемы 10 совпадени , схемы определени положени во времени второго отраженного им- пульса, состо щую из одновибратора

II,триггера 12, схемы 13 совпадени и компаратора 14, фиксирующего переход сигналов через нулевой уровень, схему выделени стартового импульса, состо щую из триггера 15 и схемы 16 совпадени , схему определени положени во времени третьего отраженного импульса, состо щую из одновибратора 17, триггера 18 и схемы 19 сов- падени , схемы вьщелени стопового импульса, состо щую из триггера 20

и схемы 21 совпадени , генератор 22 счетных импульсов, интерпол ционный измеритель 23 временных интервалов (ИИВИ) и узел 24 цифрового индикатора .

Толщиномер работает следующим образом .

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, одновиб ратор 3, устанавливает триггеры 9, 12, 15, ТВ и 20 в нулевое состо ние и устанавливает ИИВИ 23 в исходное

0

5

0 5

0 с

д

-

0

состо ние. Генератор 2 зондирующих импульсов возбуждает преобразователь 4. Ультразвуковой импульс вводитс через слой иммерсионной жидкости 5 в контролируемое изделие 6 и, распростран сь в нем, претерпевает многократные отражени от поверхностей. Ультразвуковые колебани , возникающие при этом, принимаютс преобразователем 4 и преобразуютс им в электрические импульсы (фиг.2а), которые усиливаютс усилителем 7. Усиленные сигналы поступают на компараторы 8 и 14, первый из которых имеет опорное напр жение Uon, выбираемое больщим по абсолютной величине, чем напр жение шумов преобразовател 4. Опорное напр жение второго компаратора 14 равно нулю.

Вьзделение импульсов Старт и Стоп производитс следующим образом одновибратор 3, длительность импульса которого (фиг.26) выбираетс большей длительности переходных процессов в преобразователе, возникающих под воздействием импульса генератора 2 зондирующих импульсов, по своему заднему фронту формирует импульс (фйг.2в), который переводит триггер 9 в единичное состо ние, разреша прохождение импульсов от компаратора 8 через схему 10 совпадени . В это врем на вьо:оде компаратора 8 присутствует импульс (фиг,2г), который соответствует первому отраженному эхосигналу. Этот импульс проходит через схему 10 совпадени (фиг.2е) и возвращает триггер 9 в исходное состо ние (фиг.2д), закрыва схему. 10. Импульс с выхода схемы 10 совпадени (фиг.2е) запускает одновибратор 11, длительность импульса которого (фиг.2ж) выбираетс меньшей времени, соответствующего минимальной измер емой толщине. По заднему фронту импульса одновибратора 11 формируетс импульс (фиг.2з), который включает триггер 12. Триггер 12 разрешает прохождение импульсов с выхода компаратора 8 (фиг.2г) через схему 13 совпадени . В этот момент на выходе компаратора 8 присутствует импульс, соответствующий второму отраженному эхосигналу, поэтому.на выходе схемы 13 по вл етс импульс (фиг.2к), возвращающий триггер 12 в исходное состо ние (фиг.2и) с выхода схемы 13 (фиг.2к). Кроме того, импульс с выхо

314

да схемы 13 (фиг.2к) переводит триг- гер 15 в состо ние, разрешающее прохождение импульсов от компаратора 14 через схему 16 совпадений (фиг.2л), В этот момент на инверсном выходе компаратора 14 присутствует импульс (фиг.2м), передний фронт которого соответствует переходу через ноль полупериода второго отраженного эхосиг- нала. Этот импульс, пройд через схему 16 совпадени , возвращает триггер 15 в исходное состо ние (фиг.2м), он же вл етс стартовым и подаетс на первый вход ИИВИ 23. Одновременно он включает одновибратор 17, длительность импульса которого (фиг.2б) выбираетс аналогично длительности импульса одновибратора 11. По за;днему фронту вырабатываемого импульса одновибратор 1 7 выдает импульс (фиг. 2п) , который переводит триггер 18 в единичное состо ние. При этом разрешаетс прохождение импульсов с выхода компаратора 8 (фиг.2г) через схему

19совпадени . В этот момент на выходе компаратора 8 формируетс импульс , соответствующий третьему отраженному эхосигналу. Этот импульс, проход через схему 19 совпадени (фиг.2с), своим задним фронтом возвращает триггер 18 в исходное состо ние (фиг.2р). Он же переводит триггер 20 в единичное состо ние, разреша прохождение импульсов от компаратора 14 через схему 21 совпадени .

В этот момент на выходе компаратора 14 присутствует импульс (фиг.2л), передний фронт которого соответствует переходу через ноль полупериода третьего отраженного эхосигнала. Это импульс, пройд через схему 21 совпадени (фиг.2у), возвращает триггер

20в исходное состо ние (фиг.2т). Импульс, прошедший схему 21 (фиг.2у) вл етс стоповым и подаетс на второй вход ИИВИ 23. Временной интервал между передними фронтами импульсов (фиг.2м, р) пропорционален измер емой толщине.

Использование ультразвукового тол щиномера позвол ет повысить надежность измерени при автоматизирован- ном контроле крупногабаритных издели с переменной толщиной, кривизной и шероховатостью, изготовленных из материалов с различными акустическими характеристиками.

,

ормула изобретени

15

20

25

IQ

50

Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой приемно- передаюп|1й преобразователь, усилитель , вход которого подключен к при- емно-перадающему преобразователю, первый и второй компараторы, первые входы которых подключены к выходу усилител , последовательно соединенные первый одновибратор, первый триггер, перва схема совпадени , второй одновибратор, второй триггер и втора схема совпадени , выход первого компаратора соединен с вторым входом первой схемы совпадени , последовательно соединенные третий одновибратор , третий триггер и треть схема совпадени , последовательно соединенные генератор счетных импульсов , измеритель временных интервалов и цифровой индикатор, отличающийс тем, что, с целыо повьшени точности и надежности измерени толщины в широком диапазоне дл различных материалов, он снабжен соединенными собой четвертым триггером и четвертой схемой совпадени , второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, а выход - с вторым входом измерител временных интервалов, входом третьего одновибратора и первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с выходом второй схемы совпадени , соединенными между собой п тым триггером и п той схемой совпадени , второй вход которой соединен с выходом второго компаратора , а выход - с третьим входом измерител временных интервалов и первым входом п того триггера, второй вход которого соединен с выходом третьей схемы совпадени , вторые входы первого, второго и третьего триггеров соединены с выходами соот- в етственно первой, второй и третьей схем совпадени , вход первого одно- вибратора соединен с выходом синхронизатора , вторые входы второй и третьей схем совпадени соединены с выходом первого компаратора, а

второй вход второго компаратора соединен с общей шиной.

30

35

to

45

./

Claims

Формула изобретения

Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой приемнопередающий преобразователь, усилитель, вход которого подключен к приемно-передающему преобразователю, первый и второй компараторы, первые входы которых подключены к выходу усилителя, последовательно соединенные первый одновибратор, первый триггер, первая схема совпадения, второй одновибратор, второй триггер и вторая схема совпадения, выход первого компаратора соединен с вторым входом первой схемы совпадения, последовательно соединенные третий одновибратор, третий триггер и третья схема совпадения, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, измеритель временных интервалов и цифровой индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения толщины в широком диапазоне для различных материалов, он снабжен соединенными между собой четвертым триггером и четвертой схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, а выход - с вторым входом измерителя временных интервалов, входом третьего одновибратора и первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с выходом второй схемы совпадения, соединенными между собой пятым триггером и пятой схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, а выход - с третьим входом измерителя временных интервалов и первым входом пятого триггера, второй вход которого соединен с выходом третьей схемы совпадения, вторые входы первого, второго и третьего триггеров соединены с выходами соответственно первой, второй и третьей схем совпадения, вход первого одновибратора соединен с выходом синхронизатора, вторые входы второй и третьей схем совпадения соединены с выходом первого компаратора, а второй вход второго компаратора соединен с общей шиной.