SU1652818A1 - Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам измерени  ультразвуковым неразру- шаюгаим методом и может быть использовано при одностороннем доступе к изделию дл  измерени  его толщины. Цель изобретени  - повышение точности за счет повышени  помехозащищенности при измерении изделий с грубой неровной поверхностью. После прохождени  через изделие 18 зондирующего импульса отраженный сигнал от верхней грани проходит через схему 5 совпадени  на индикатор 16, после чего другим входом она блокируетс  триггером 10 и поэтому многократно переотраженные от верхней грани сигналы не проход т на индикатор 16. Аналогично донный сигнал проходит через схему 7 совпадени , после чего она блокируетс  сигналом с выхода триггера 11. Временной сдвиг между двум  полученчыми импульсами определ етс  толщиной издели  18.Если пропадает донный сигнал, одновибратор 8, под- ключ еннын к выходу схемы 7 совпадени , не срабатывает и измерительный импульс не попадает на индикатор, что исключает ложные показани . 1 ил. Ј (Л

Description

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол , а именно к устройствам дл  измерени  толщины изделий , например толщины стенки стальных и алюминиевых нефтепромысловых труб с наличием разностенности из-за неравномерного наружного износа и с грубо -, обработанш-тми и сильно корродированными криволинейными поверхност ми , в основу которых заложен принцип ультразвукового эхоимпульсно- го метода контрол .

Цель изобретени  - повышение точности за счет повышени  помехозащищенности при измерении изделий с грубой неровной поверхностью.

На чертеже представлена блок-схема толщиномера.

Ультразвуковой эхоимпульсный толщи номер содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2, пьезопреобразователь 3, усилитель 4, первую схему 5 совпадений и первый одновибратор 6, последовательно соединенные вторую схему 7 совпадений и второй одновибратор 8, подключенные к выходу синхронизатора 1 последовательно соединенные третий одновибратор 9 и по S-входам первый RS-триггер 10 и второй RS-триггер 11, последовательно соединенные третью схему 12 совпадений , инвертор И, четвертую схе- му 14 совпадений, интегратор 15 и индикатор 16.

Второй вход первой схемы 5 совпадений соединен с выходом первого

RS-триггера 10, первый вход второй схемы 7 совпадений соединен с выходом усилител  4, а второй вход - с выходом второго RS-триггера 11, выход первого одновибратора 6 соединен с R-входом первого RS-триггера 10 и с первым входом третьей схемы 12 совпадений , а выход второго одновибратора 8 соединен с R-входом второго RS-трнг- гера 11 и с вторыми входами третьей схемы 12 совпадений и четвертой схемы 14 совпадений.

Преобразователь 3 излучает им- пульсы ультразвуковых колебаний через слой контактной жидкости 17 в контролируемое изделие 18.

Длительности импульсов первого одновибратора 6 и второго одновибрато- ра 8 равны друг другу или длительность импульса второго одновибратора 8 превышает длительность импульса первого одновибратора 6.

Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 возбуждающих импульсов и третий одновибратор 9с Импул.ьс электри- ческих колебаний генератора 2 возбуждает пьезопреобразователь 3, который преобразует электрический импульс в зондирующий ультразвуковой импульс и излучает его через слой контактной жидкости 17 в контролируемое изделие 18. Зондирующий ультразвуковой импульс частично отражаетс  от наружной поверхности издели  18, частично проникает в толщу издели  18 и много- кратно отражаетс  от его противоположных поверхностей, что показано на чертеже стрелками. Отраженные ультразвуковые эхоимпульсы принимаютс  преобразователем 3 и преобразуютс  в электрические, которые усиливаютс  усилителем 4. После усилени  эхоимпульсы поступают на первые входы первой схемы 5 совпадений и второй схемы 7 совпадений. Третий одновибра- тор 9 генерирует электрический импульс , начало которого совпадает с началом возбуждающего импульса генератора 2, а длительность превышает длительность возбуждающего им- пульса генератора 2. Задним фронтом импульса третьего одновибратора 9 по S-входу первый RS-триг- гер 10 переводитс  во второе устойчивое состо ние и на выходе первого RS-триггера 10 по вл етс  импульс напр жени , которое отпирает первую схему 5 совпадений по второму входу, но не воздействует на S-вход второго RS-триггера 11. Так как до прихода на второй вход первой схемы 5 совпадений импульса с выхода первого RS-триггера 10 она была заперта, на выходе первой схемы 5 совпадений нет возбуждающего импульса, который поступает на вход усилител  4 от генератора 2. Первый импульс, который по вл етс  на выходе первой схемы 5 совпадений,  вл етс  эхоимпульсом, отраженным от наружной поверхности издели  18. Этот эхо-импульс запускает первый одновибратор 6, импульс с выхода которого своим передним фронтом по R-входу первого RS- триггера 10 переводит его п первоначальное состо ние. Перепад напр жени  на выходе первого RS-триггера 10 переводит по S-входу второй RS- триггер 11 во второе устойчивое состо ние , и одновременно по второму входу запирает первую схему 5 совпадени Таким образом, на выходе первой схемы 5 совпадений по вл етс  только один импульс,  вл ющийс  эхоимпульсо отраженным от наружной поверхности издели  18, после чего перва  схема 5 совпадений запираетс  выходным напр жением первого RS-триггера 10 и не пропускает на свой выход эхоимпульсы , следующие за эхоимпульсом от наружной поверхности издели  18, т.е многократно отраженные эхоимпульсы в толще издели  18. Это исключает лоные повторные срабатывани  первого одновибратора 6.

С выхода второго RS-триггера 11 напр жение, соответствующее его второму устойчивому состо нию, поступае на второй вход второй схемы 7 совпадений и отпирает ее с некоторой задержкой, превышающей длительность эхоимпульса, отраженного от наружной поверхности издели  18, так что втора  схема 7 совпадений не пропускает на свой выход конец эхоимпульса от наружной поверхности издели  18. На выходе второй схемы 7 совпадений по вл етс  эхоимиульс, следующий ,за эхоимпульсом, отраженным от наружной поверхности издели  18, т.е. эхоимпульс, отраженный от противоположной поверхности издели  18. Этот

эхоимпульс запускает второй одновиГ.- ратор 8, импульс с выхода которого своим передним фронтом по R-пхолу второго RS-триггера I 1 перенодит ег.) в первоначальное состо ние. Иереи,-. ; напр жени  нп выходе второго RS-триг- гсра 11 запирает вторую схему / сон- падений по второму нходу. Таким образом , ча выходе второй схемн 7 con- падений по вл етс  только один импульс ,  вл ющийс  эхоимп гльсом, отраженным от противоположной пове.рхносг, издели  13, после чего втора  схема 7 совпадений запираетс  выходным г спр жением второго RS-трнггера 11 и не пропускает на свои выход следукшще многократно отраженные в толще издели  18 эхоимпульсы. Это исключает ложные повторные срабатывани  второго одно- вибратора 8. Сдвиг по времени между передними фронтами импульсов первого одновибратора 6 и второго одновибрато- ра 8 определ етс  только толщиной издели  18, а сдвиг по времени между задними фронтами этих импульсов определ етс  как толщиной издели  18, так и превышением длительности импульса второго одновибратора 8 над длительностью импульса первого одновибратора 6.

Импульс с выхода первого одновибра- тора 6 поступает на первый вход третьей схемы 12 совпадений, а импульс г выхода второго одновибратора 8 поступает на второй вход третьей схемы 2 совпадений и одновременно на второк вход четвертой схемы 14 совпадений .

Если на обоих входах третьей схемы 12 г липа доний нет перепадов напр - жений, то на ее выходе, т.о. на входе инвертора 13, тоже не г перепадл напр жении, а на выходе инвертора 13, а значит, и на перлом входе четвертой схемы 14 совпадении есть перепад напр жени . Но на втором входе четвертой схемы 14 совпадений ист перепада напр жени , поэтому на выходе четвертой схемы 14 совпадении нет перепада напр жени , поэтому на выходе четвертой схемы 14 совпадений тоже нет перепада напр жени , пттому на входе интегратора 15 отсутствует входное напр жение .

Гели на первом входе третьей схемы 12 совпадений есть перепад напр жени , а ча втором входе нет, то на выходе третьем схемы 1 совпадений,

т. е. на входе иг.пер- -орп 13, тоже, нет перепада напр жении, и, аналогично npt;;,bi;;vrieMy случаи, на выходе четвер с ri i i схемы 14 совпадений и на входе интегратора 1 Ь отсутствует вход- it ii напр жение.

Г.сли на обоих входах третьей схимы 12 совпадений существуют перепади напр жений, то на выходе третьей схемы 12 совпадений тоже существует перепад напр жени , которое поступает на вход инвертора 13, и на выходе инвертора 13, т.е. на пер- 5 °н входе четвертой схемы 14 совпадений , перепад отсутствует. Поэтому четверта  схема 14 совпадений оказываетс  запертой но первому входу и ич выходе ее, а значит, и на входе

0 интегратора 15 отсутствует входное напр жение.

Если на первом входе третьей схемы 12 совпадений нет перепада напр жени , а на втором входе этой

5 схемы и на втором входе четвертой схемы 14 совпадений существует перепад напр жени , то на выходе третьей схемы 12 совпадений и на входе инвертора 13 перепада напр жений нет.

0 Тогда на выходе инвертора 13 и на первом входе четвертой схемы 14 совпадений существует перепад напр жений . Так как на втором входе четвертой схемы 14 совпадений тоже

5 существует перепад напр жени , то

на выходе четвертой схемы 14 совпадении и на входе интегратора 15 существует входное напр жение, которое, интегриру сь интегратором 15, посту0 пает на индикатор 16.

Поскольку импульс первого одно- вибратора 6 кончаетс  раньше импульса второго одновибратора 8, на выхое де четвертой схемы 14 совпадений формируетс  измерительный импульс, длительность которого, как выше отмечалось , определ етс  как толщиной издели  18, так и превышением дли- Q телыюсти импульса второго одновибратора 8 над длительностью импульса первого одновнбратора 6. Если длительности импульсов пррвого одновибратора 6 и вт орого одновибратора 8 равны,то цли- , тельность измерите льного импульса на входе интегратора 1 5 пр мо пропорциональна только io;vi.HHi издели  18.В любом случае показани  инд иатора 16 пропорциональны тотщннс 1ГШ1 г:и  18.

Таким образом, измерительный импульс на входе интегратора 15 формируетс  по задним фронтам импульсов первого одновибратора 6 и второго одновибратора 8. Если в результате пропадани  эхоимпульса, отраженного от противоположной поверхности издели  18, второй одновибра- тор 8 не срабатывает, то пропадает и измерительный импульс, что исключает резкие изменени  показаний индикатора в сторону больших значений показаний толщины или ложные показани  измер емой толщины.

Формул

изобретени 

Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер , содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор , пьезопреобразователь, усилитель , первую схему совпадений и перт вый одновибратор, последовательно iсоединенные вторую схему совпадений, второй одновибратор и третью схему

совпадений, подключенные к выходу синхронизатора последовательно соединенные третий одновибратор и первый RS-триггер, выход которого св зан с вторым входом первой схемы совпадений , и последовательно соединенные интегратор и индикатор, отличающийс  тем, что, с целью

(0 повышени  точности контрол , он снабжен последовательно соединенными инвертором, вход которого св зан с выходом третьей схемы совпадений, и четвертой схемой совпадений, выход ко15 торой подключен к входу интегратора, и вторым RS-триггером, выход которого св зан с первым входом второй схемы совпадений, выход второго одно- вибратора соединен с вторым входом

20 четвертой схемы совпадений и с R-вхо- дом второго RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу первого RS- триггера, соединенного R-входом с выходом первого одновибратора, а выход

25 усилител  подключен к второму входу второй схемы совпадений.

Claims (1)

1. Формула изобретения , пьезопреобразователь, усили, первую схему совпадений и перг

   Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор тель вый одновибратор, последовательно соединенные вторую схему совпадений, второй одновибратор и третью схему совпадений, подключенные к выходу синхронизатора последовательно соединенные третий одновибратор и первый

   5 RS-триггер, выход которого связан с вторым входом первой схемы совпадений, и последовательно соединенные ίинтегратор и индикатор, о т лича ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен последовательно соединенными инвертором, вход которого связан с выходом третьей схемы совпадений, и четвертой схемой совпадений, выход ко45 торой подключен к входу интегратора, и вторым RS-триггером, выход которого связан с первым входом второй . схемы совпадений, выход второго одновибратора соединен с вторым входом 2θ четвертой схемы совпадений и с R-bxoдом второго RS-триггера, S-вход которого подключен к выходу первого RSтриггера, соединенного R-входом с выходом первого одновибратора, а выход 25 усилителя подключен к второму входу второй схемы совпадений.