SU1763887A1

SU1763887A1 - Ультразвуковой толщиномер

Info

Publication number: SU1763887A1
Application number: SU904818373A
Authority: SU
Inventors: Генрих Федорович Меледин; Александр Петрович Алексеев; Виктор Владимирович Бобров; Николай Александрович Бухарев; Леонид Иванович Егунов; Юрий Иванович Скоморохов; Валентин Алексеевич Химикус
Original assignee: Управление Приволжскими Магистральными Нефтепроводами; Научно-Технический Центр Научно-Технического Творчества Молодежи "Магистраль"
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1992-09-23

Description

1

(21)4818373/28

(22) 20.03.90

(46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Управление приволжскими магистральными нефтепроводами и Научно-технический центр научно-технического творчества молодежи Магистраль

(72)Г.Ф.Меледин, А.П.Алексеев, В.В.Бобров , Н.А.Бухарев, Л.И.Егунов, Ю.И.Скоморохов и В.А.Химикус

(56) Бронников В.К., Тарасов Ю.И. Использование ультразвукового толщинометра, Кварц-6, Дефектоскопи , 1973, № 3.

Королев М,В. Эхо-импульсные толщи- нометры. - М.: Машиностроение, 1980, 112 с.

Приборы дл неразрушающего контрол материалов и изделий. Справочник под ред. В.Б.Клюсева. Кн. I .- М.: Машиностроение , 1976, 391 с.

Авторское свидетельство СССР №522407, кл. G 01 В 17/02.

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл автоматического контрол толщины стенок трубопровода. Цель изобретени - повышение точности достигаетс тем, что на объект контрол наноситс контактна жидкость и устанавливаетс блок преобразователей, состо щий из пье- зопреобразовател и накладного вихрето- кового преобразовател , а 1-й измерительный канал толщиномера выполнен в виде последовательно соединенных приемно-передающего устройства и блока измерени временных интервалов, 2-й измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора, в колебательный контур которого включен накладной преобразователь, и преобразовател частота-код, вход которого соединен с выходом приемно-передающего устройства . 1 с.п.ф-лы, 1 ил.

сл

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл автоматизированного контрол толщины стенок трубопроводов.

Известен толщиномер Кварц-6, состо щий из синхронизатора, генератора, раздельно-совмещенного пьезопреобразовател , усилител , триггера, стробирующего устройства , ключа формировател , микроамперметра и схемы компенсации. Толщиномер работает следующим образом.

Снхронизатор запускает генератор, который возбуждает излучающий пьезоэле- мент. Преобразователь создает

ультразвуковые колебани , которые через слой контактной жидкости ввод тс в изделие . Распростран сь в изделии,ультразвуковые колебани отражаютс от его внутренней поверхности и попадают на приемный пьезоэлемент, где преобразуютс в электрические колебани , поступающие на вход усилител , В момент запуска генератора синхронизатор устанавливает триггер в исходное состо ние. Сигнал с выхода усилител переводит триггер в другое устойчивое состо ние. На выходе триггера формируетс пр моугольный импульс, длительность которого равна интервалу време-ч о

OJ 00 iCO

N

ни прохождени ультразвукового (УЗ) импульса от излучающего пьезоэлемента через измер емое изделие до приемного пьезоэлемента. Изменение толщины измер емого издели приводит к изменению длительности импульса на выходе триггера. Стробирующее устройство запускаемое синхронизатором, предотвращает опадение наводок на вход усилител . Триггер уп- равл ет ключом-формирователем, пропускающим ток через микроамперметр во врем действи импульса. Микроампер- метр.включен между ключом-формирователем и схемой компенсации таким образом, что посто нна составл юща тока схемы компенсации, протекающего через микроамперметр , компенсирует ту часть посто нной составл ющей тока ключа-формировател , котора определ етс временем прохождени УЗ импульсов по обеим призмам пье- зопреобразовател и слою контактной жидкости.

Однако полной компенсации толщины сло контактной жидкости не происходит, что вл етс недостатком аналога.

Известен также ультразвуковой толщиномер .

Устройство состоит из пьезопреобразо- вател , подключенного к приемно-передаю- щему устройству, и блока измерени временных интервалов, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входу приемно-пе- редающего устройства. Устройство работает следующим образом.

Приемно-передающее устройство, состо щее из генератора импульсов, возбуждающих преобразователь, и усилител , усиливающего эхо-импульсы, несущие информацию о толщине измер емого объекта, вырабатывает на одном из своих выходов импульсы начала отсчета временного интервала , на другом - импульсы конца отсчета . Эти импульсы поступают в блок измерени временных интервалов, где про- исходит измерение интервала времени между импульсами.

Недостатком вл етс то, что при измерении издели малой толщины необходимо измер ть интервал времени между зонди- рующим и первым эхо-импульсом, при этом, следует устранить вли ние толщины контактной жидкости на погрешность измерени .

Наиболее близким вл етс ультразвуковой толщиномер, содержащий модул - тор, последовательно соединенные ультразвуковой датчик, генератор качающей частоты и измерительный канал и индикатор , а также последовательно соединенные индуктивный датчик, выполненный в виде плоской спирали, расположенной на рабочей поверхности ультразвукового датчика, вторые генератор качающей частоты и измерительный канал и мостовой сумматор, входы которого соединены с выходами обоих измерительных каналов, выход с индикатором, а модул тор соединен с входами генератора качающей частоты.

Наличие мостового сумматора приводит к возникновению ошибок, так как этот узел позвол ет скомпенсировать лишь линейные зависимости.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени толщины изделий.

Дл достижени поставленной цели в ультразвуковом толщиномере, содержащем последовательно соединенные пьезопреоб- разователь, первый измерительный канал, блок обработки сигналов и индикатор, последовательно соединенные накладной преобразователь соосно закрепленный на пьезопреобразователе, рабочие поверхности которых наход тс в одной плоскости, второй измерительный канал, соединенный со вторым входом блока обработки сигналов , первый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных приемно-передающего устройства и блока измерени временных интервалов, второй измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора , в колебательный контур которого включен накладной преобразователь, и преобразовател частота-код, вход которого соединен с выходом приемно-передающего устройства.

На чертеже представлена функциональна схема ультразвукового толщиномера.

Устройство состоит из пьезопреобразо- вател 1, приемно-передающего устройства 2, блока временных интервалов 3, ЭВМ 4, содержащем устройство 5 вывода информации , устройства 6 ввода информации, вихре- токового преобразовател 7, блока обработки сигналов, состо щего из автогенератора 9, преобразовател 10 частота- код. Цифрой 11 обозначен объект контрол (ОК), цифрой 12 - контактна жидкость.

Пьезоэлектрический преобразователь 1 подключен к приемно-передающему устройству 2, два выхода которого соединены с двум входами блока 3 измерени временных интервалов. Вихретоковый преобразователь 7 подключен к блоку 8 обработки сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом приемно-передающего устройства 2. Выход блока 3 измерени временных интервалов соединен с первым входом ЭВМ, второй вход которой соединен с выходом блока 8 обработки сигналов. Вихретоковый преобразователь 7 и пьезопре- образодатель 2 представл ют собой единую конструкцию, причем рабочие поверхности преобразователей расположены в одной плоскости.

Пьезопреобразователь 1 и приемно-пе- редающее устройство 2 служат дл возбуж- дени ультразвуковых колебаний в ОК 11 и приема эхо-импульса, отраженного от дна издели . Блок 3 измерени временных ин- тервалов предназначен дл измерени времени от момента формировани зондирующего импульса до момента прихода эхо-импульса. Вихретоковый преобразователь 7 совместно с блоком 8 обработки сигналов служит дл измерени толщины сло контактной жидкости 12, ЭВМ 4 обрабатывает информацию, поступающую из блока 3 измерени временных интервалов, блока 8 обработки сигналов и устройства 6 ввода информации в соответствии с записанной в нее программой.

Устройство работает следующим образом .

На объект контрол наноситс контакт- на жидкость (глицерин, трансформаторное масло, вода и т.п.). На подготовленный таким образом участок контрол устанавливаетс блок преобразователей, состо щий из пьезопреобразовател 1 и накладного вих- ретокового преобразовател 7. По сигналу приемно-передающего устройства (генератора зондирующего импульса) 2 происходит возбуждение пьезопреобразовател 1, который излучает через слой контактной жид- кости в контролируемое изделие продольную ультразвуковую волну. В момент формировани зондирующего импульса в блоке измерени временных интервалов 3 начинаетс отсчет временного интервала. Завершаетс отсчет в момент поступлени данного эхо-сигнала в прием- но-передающее устройство 2, который управл ет работой блока измерени временных интервалов 3. С помощью ВТП 7 и блока 8 обработки сигналов производ тс измерени рассто ни от пьезопреобразовател 1 до внешней поверхности электропровод щего контролируемого издели . Это рассто ние равно толщине сло контак- тной жидкости. Измеренные интервал времени и толщина контактной жидкости

Т2

(зазор), преобразованные в блоках 3 и 8 в двоичный код, ввод т в ЭВМ, В клавиатуры ЭВМ в ОЗУ машины ввод тс значени скоростей ультразвуковых колебаний в материале измер емого объекта и в контактной жидкости. По введенным и измеренным значени м в ЭВМ производитс вычисление толщины контролируемого издели с исключением вли ни на результат измерени составл ющей погрешности, обусловленной толщиной контактной жидкости. ЭВМ вычисл ет толщину издели в соответствии с выражением: t С2 ti С2

где t - интервал времени между зондирующими и первым донным эхо-импульсом; ц - толщина сло контактной жидкости, измеренна вихретоковым каналом толщиномера; Ci - скорость ультразвуковых колебаний в контактной жидкости; С2 скорость ультразвуковых колебаний в измер емом изделии.

Обработка сигналов производитс с помощью ЭВМ, котора в состо нии оперировать как с линейными, так и нелинейными зависимост ми.

Claims

Формула изобретени Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные пьезоп- реобразователь, первый измерительный канал, блок обработки сигналов и индикатор , последовательно соединенные накладной преобразователь, соосно закрепленный на пьезопреобразователе, рабочие поверхности которых наход тс в одной плоскости, второй измерительный канал, соединенный со вторым входом блока обработки сигналов , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , первый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных приемопередающего устройства и блока измерени временных интервалов , второй измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора, в колебательный контур которого включен накладной преобразователь , и преобразовател частота - код, вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства.