SU1619030A1 - Ультразвуковой толщиномер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  толщины изделий из различных материалов с помощью ультразвука без калибровки по контрольным образцам при одностороннем доступе к изделию . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и точности измерени . Толщиномер снабжен эталонным и измерительным каналами, работающими по времени последовательно. Счетные импульсы , заполн ющие временной интервал в эталонном канале, вычитаютс  на первом счетчике из заранее установленного числа, а в измерительном канале суммируютс  на втором счетчике. При достижении на пер1 вом счетчике нул  измерение прекращаетс  и с второго счетчика снимаетс  информаци  о толщине издели . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  толщины изделий из различных материалов с помощью ультразвука без калибровки по контрольным образцам при одностороннем доступе к изделию .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и точности измерени .

На чертеже изображена структурна  схема ультразвукового толщиномера.

Толщиномер содержит синхронизатор 1, генераторы 2 и 3 зондирующих импульсов , формирователи 4 и 5 интервалов времени , излучающий 6, приемный 7 и совмещенный 8 преобразователи, задатчик 9 кода, счетчики 10 и 11, генератор 12 счетных импульсов, одновибратор 13 и индикатор 14.

Толщиномер работает следующим образом .

В начале каждого цикла измерени  выходной импульс низкого уровн  с выхода одновибратора 13 дает запрет на работу синхронизатора 1, т.е. на врем  нахождени  одновибратора 13 с низким уровнем сигнала на выходе индицируетс  результат предыдущего измерени  на индикаторе 14. По окончанию импульса одновибратора 13 с низким уровнем прекращаетс  запрет на работу синхронизатора 1 и, кроме того, фронт переключени  выходного импульса одновибратора 13 с низкого уровн  на высокий производит запись числа

м аМОг N, - -5- .

где а 1 м - размерный коэффициент;

I - база распространени  продольных головных волн между излучающим 6 и приемным 7 преобразовател ми;

г- целое положительное число, определ ющее точность и вес младшего разр да результата измерени  толщины,

О

«л

чэ о

со о

от задатчика 9 кода в счетчик 10 и обнул ет счетчик 11, т.е. сбрасывает результат пре- дыдушего измерени  толщины,

Синхронизатор 1 начинает периодически генерировать импульсы, которые поступают на вход формировател  4 интервалов времени как старт-сигнал и одновременно запускают генератор 2 зондирующих импульсов . Выходные импульсы генератора 2 с помощью излучающего преобразовател  6 возбуждают в изделии ультразвуковые импульсы продольных головных волн. Распростран ющийс  в изделии ультразвуковой импульс продольных головных волн принимаетс  приемным преобразователем 7, расположенным от преобразовател  6 на рассто нии I, и преобразуетс  в электриче- ский. Импульс преобразовател  7 поступает на другой вход формировател  4 интервалов времени как стоп-сигнал.

В результате воздействи  на входы формировател  4 интервалов времени старт- и стоп-сигналов на его выходе вырабатываетс  пр моугольный импульс высокого уровн  с длительностью

i,

где с - скорость распространени  продольных волн в материале издели .

Длительность Т| квантуетс  импульсами генератора 12 счетных импульсов, следующих с частотой fo, и результат ni Tifo записываетс  в счетчик 10 в режиме вычитани  от его содержимого.

Задний фронт импульса формировател  4 интервалов времени поступает на вход формировател  5 интервалов времени как старт-сигнал и одновременно запускает генератор 3 зондирующих импульсов. Выходной импульс генератора 3 с помощью совмещенного преобразовател  8 возбуждает в изделии ультразвуковой импульс продольных объемных волн. Преобразователь 8 принимает и преобразовывает отраженный от задней поверхности издели  ультразвуковой импульс в электрический. Электрический импульс от преобразовател  8 поступает на другой вход формировател  5 интервалов времени как стоп-сигнал.

В результате воздействи  на входы формировател  5 интервалов времени старт- и стоп-сигналов на его выходе вырабатываетс  пр моугольный импульс высокого уровн  с длительностью Ть. Дли- 2h

тельность Ть

(h - толщина издели )

квантуетс  импульсами генератора 12 счетных импульсов и результат пн Thfo записываетс  в счетчик 11 в режиме сложени .

Периодически процесс формировани  пр моугольных импульсов с длительност ми TI и Ть, квантование этих длительностей импульсами с частотой следовани  fo и подсчет результатов квантовани  в счетчиках 10 и 11 продолжаетс  до достижени  нул  в счетчике 10, т.е. решаетс  система уравнений

10

0,

где m - объем выборки статистического измерени  длительностей TI и Ть;

NH - результат измерени  толщины.

При достижении на счетчике 10 нулевого состо ни  последним вырабатываетс  импульс, который переключает одновибра- тор 13 в состо ние с низким уровнем на выходе. Сигнал с выхода одновибратора 13 дает запрет на работу синхронизатора 1. На этом один цикл периодического измерени  толщины издели  заканчиваетс .

Результат измерени  толщины, записанный в счетчик 11, определ етс  решением системы уравнений:

Nh mThfo

асЮ | 2h 2fo

fo ah10r.

Результат NH фиксируетс  на индикаторе 14. Необходима  дольна  единица размерности результата измерени  (см, мм и т.д.) устанавливаетс  переносом зап той в индикаторе 14.

В случае, когда преобразователи толщиномера не установлены на поверхность измер емого издели  или имеет место неу- довлетворительный акустический контакт между преобразовател ми и изделием, приемный преобразователь 7 не принимает ультразвукового импульса продольных головных волн и формирователь 4 интервалов времени не имеет стоп-сигнала. Тогда не производитс  запуск генератора 3 зондирующих импульсов и формировател  5 интервалов времени, счетчик 10 производит подсчет импульсов генератора 12 до достижени  нулевого состо ни  от первого же импульса синхронизатора 1 с последующим формированием импульса займа и переключением одновибратора 13, т.е. в толщиноме- ре автоматически обеспечиваетс  запрет на формирование пр моугольного импульса с длительностью Ть, характеризующего толщину h.

Таким образом, ультразвуковой толщиномер обеспечивает повышение точности

и надежности измерени  исключением

ложного формировани  информативного сигнала, характеризующего толщину издели , посредством автоматического анализа качества акустического контакта.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор , первый генератор зондирующих импульсов, первый преобразователь, содержащий излучающий и приемный элементы , первый формирователь интервалов времени, первый счетчик и одновибратор, и последовательно соединенные генератор счетных импульсов, второй счетчик и индикатор , второй вход первого формировател  интервалов времени соединен с выходом синхронизатора, выход генератора счетных импульсов - с вторым входом первого счетчика , а выход одновибратора - с третьим

   входом первого счетчика, вторым входом второго счетчика и входом синхронизатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и точности измерени , он снабжен задатчиком кода, соединенным с четвертым входом первого счетчика, и последовательно соединенными вторым генератором зондирующих импульсов , вторым преобразователем и вторым

   формирователем интервалов времени, первый преобразователь выполнен раздельным , а его излучающий и приемный элементы расположены на заданном рассто нии один от другого, выход первого

   формировател  интервалов времени соединен с входом второго генератора зондирующих импульсов и вторым входом второго формировател  интервалов времени , выход которого соединен с третьим

   входом второго счетчика.