SU847032A1 - Ультразвуковой толщиномер - Google Patents

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР

1

Изобретение относитс  к неразрушгиощим испытани м ультразвуковым ме ходом и может быть использовано дл  контрол  толщины стенок в машиност- . роении.

Известен ультразвуковой толщиномер, содержащий генератор зондирующих импульсов/ раздельно-совмещенный преобразователь , усилитель, мультивибратор,|д измерительный блок и индикатор .

Недостатком данного толщиномера  вл етс  низка  точность измерений ввиду того, что при измерении температуры измен етс  и врем  прохождени  ультразвука в призмах преобразовате- 5 л  в то врем , как временна  задержка остаетс  посто нной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  ультразвуковой 20 толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, основной генератор зондирующих и  Iyльcoв, раздельно-совмещенный преобразователь и усилит(эль, аналого-цифровой преобрйзователь ., генератор импульсов индикации , счетчик и индикатор, вход которого подключен к выходу счетчика 2.

Недостатком такого толщиномера  вл етс  низка  точность измерений 30

ввиду того, что на сигнал, отраженный от задней поверхности детали, накладываетс  паразитный сигнал.

Цель изобретени  - .повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой толщиномер снабжен последовательно соединенными первым триггером, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход - ко входу основного генератора зондирующих импульсов, вторым три ге|ром и дополнительным генератором зондирующих импульсов, выход которого подключен ко входу раздельно-совмещенного преобразовател , инвертором, вход которого подключен к выходу синхронизатора , первой схемой ИЛИ, включенной между генераторами зондирующих импульсов и ансшого-цифровым преобразователем , первой схемой И, первый вход которой подключен к выходу основного генератора зондирующих импульсов , второй-схемой И, первый вход которой подключен к выходу допол-. нительного генератора зондирующих импульсов и второму входу первой схекы И, третьей схемой И, первый вход которой подключен к выходу усилител , четвертой схемой И, первый вход которой

подключен ко вторым, входам первой и второй схем И и первому выходу второго триггера, п той схемой И, первый вход которой подключен ко второму входу третьей схемы И, второму выходу торого триггера и входу генератора импульсов индикации, второй схемой ИЛ входы которой соединены с выходами первой, второй и третьей схем И, а выход подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразовател , и делителем частоты, включенным между четвертой схемой И и счетчиком, третьи входы первой, второй и третьей схем И подключены к выходу инвертора, вторые входы четвертой и п той схем И подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател , а третьи входы к выходу генератора импульсов индикации , выход последнего соединен со вторыми входами счетчика и -двух триггеров , выход п той схемы И подключен к третьему входу счетчика.

Кроме того, счетчик выполнен реверсивным .

На чертеже представлена блок-схема ультразвукового толщиномера.

Ультразвуковой толщиномер содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, основной генератор 2 зондирующих импульсов, раздельно-совмещенный преобразователь 3 и усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, генератор 6 импульсов индикации , счетчик 7, индикатор 8, вход которого подключен к выходу счетчика 7, последовательно соединенные первый триггер 9, вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, а выход - ко входу основного генератора 2 зондирующих импульсов, второй триггер 10 и дополнительный генератор 11 зондирующих импульсов, выход которого подкдючен ко входу раздельно-совмещенного преобразовател  3, инвертор 12, вход которого подключен к выходу синхрониjaTOpa 1, первую схему 13 ИЛИ, включенную между генераторс1ми 2 и 11 зондиругсь их импульсов и аналого-цифровым преобразователем 5, первую схему 1-4 И, первый вход которой подключен к выходу генератора 2 зондирук цих импульсов , вторую схему 15 И, первый вход которой подключен к выходу дополнительного генератора 11 зондируквдих импульсов и второму входу первой схемы 13, ИЛИ, третью схему 16 И, первый вход которой подключен к выходу усилител  4, четвертую схему 17 И, первый рхрд которой подключен ко вторым входам первой и второй схем 14 h 15 И и первому выходу второго триггера 10, п тую схему 18 И, первый вход которой подключен ко второму входу третьей cxeivffij 16 И, второму выходу второго триггера 10 и входу генератора б импульсов индикации,

Кроме того, толщиномер содержит вторую схему 19 ИЛИ, входы которой

соединены с выходами схем 14 - 16 И, а выход подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразовател  5, и делитель 20 частоты, включенный между четвертой схемой 17 И и счетчиком 7. Третьи входы схем 14 - 16 И подключены к выходу инвертора 12,вторые входы схем 17 и 18 И подключены К выходу аналого-цифрового преобразовател  5, а третьи входы - к выходу генератора 6 импульсов индикации. Выход генератора 6 импульсов индикации соединен со вторыми входами счетчика 7 и двух триггеров 9 и 10. Выход п той схемы 18 И подключен к третьему входу счетчика 7.

Раздельно-совмещенный преобразователь 3 состоит из призм 21 и 22 с пьезопластинами.

Ультразвуковой толщиномер работает следующим образом.

Claims (2)

1. Синхронизатор 1 формирует импульсы запуска, длительность которых должна быть больше длительности зондирующих импульсов, но -меньше времени прохождени  ультразвуковых импульсов в призме 22 сменьшей высотой. С выхода синхронизатора 1 импульсы подаютс  на входы триггера 9 и инвертора 12. Импульсы инвертора закрывают схемы 14 16 И на врем  формировани  зондирующих импульсов. С приходом первого синхроимпульса триггер 9 переключаетс  и запускает генератор 2 з.ондирующих иютульсов, который формирует зондирующий импульс, возбуждающий пьезопластину на призме 21 преобразовател  3. Одновременно с этим зондирующий импульс через схему 13 ИЛИ поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  5. Пьезопластина излучает ультразвуковые импульсы в призму 21. Им-.:, пульс, соответствукиций отражению части колебаний от дна призмы 21, не вли ет на работу схемы, так как схемы 14 и 15 И закрыты нулевым потенциалом на вторых входах. Импульс, соответствующий отражению колебаний от дна измер емой детали, проходит через призму 22 и поступает через усилитель 4 на вход открытой схемы 16 И и через схему 19 ИЛИ на вход аналогоцифрового преобразовател  5, который формирует временной интервал, равный времени прохождени  ультразвуковых колебаний через призмы 21 и 22 и измер емую деталь (на чертеже не показана ) и преобразуют этот интервал в пропорциональное количество импульсов Эти импульсы подаютс  на первые входы схем 17 и 18 И. Импульсы с выхода аналого-цифрового преобразовател  5 проход т через схему 18 И на суммирующий вход счетчика 7. С приходом второго синхроимпульса триггер 9 возвращаетс  в исходное состо ние и одновременно перекл;эчает триггер 10, которыЗ открьавает схемы 14,15,17 И, закрывает схемы 16,18 И и запускает генератор 11 зондирующих импульсов. -С его выхода зондирующий импульс возбуждает пьезопластину на призме 22 и и через схему 13 ИЛИ поступает на вход аналого-цифрового преобразовате л  5 .VОтраженный от дна призмы 22 эхо-сигнал амплитуда которого составл ет несколько вольт, поступает на схему 15 И. Так как на остальных входах этой схемы имеетс  высокий потенциал, то на ее выходе по вл етс  сигнал, который через схему 19 ИЛ поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  5, где происходит формирование временного интервала,ра ного двойному времени прохождени  ультразвуковых колебаний в призме 22 Импульсы с выхода аналого-цифрового преобразовател  5 поступают через от крытую схему 17 И и делитель 20 частоты с коэффициентом делени , равным двум, на вычитающий вход счетчика 7. Деление частоты импульсов на два необходимо , чтобы получить число импул сов, соответствуквдее однократному пр хождению ультразвуковых импульсов в призмах 21 и 22 преобразовател  3. С приходом третьего синхроимпульса сра батывает триггер 9 и запускает генератор 2 зондирук цих импульсов. Зондирукаций импульс проходит через схему 13 ИЛИ на вход аналого-цифрового преобразовател  5, а также возбуж.цает пьезопластину на призме 21. Эхосигнал , отраженный от дна призмы 21, амплитудой в несколько вольт проходит через схему 14 И и схему 19 ИЛИ на вход ансшого-цифрового преобразов тел  5. Эхо-сигнал с пьезопластины на призме 22 не вли ет на работу схемы, так как уровень его мал. Схе .ма 16 И закрыта нулевым потенциалом на втором входе. Счетные импульсы с выхода аналого-цифрового преобразовател  5 поступают через открытую схему 17 И, делитель 20 частоты на вычитающий вход счетчика 7. С приходом четвертого синхроимпульса оба триггера 9 и 10 возвращаютс  в исход ное состо ние и происходит срабатыва ние генератора 6 импульсов индикации который формирует импульс большой. длительности, достаточный дл  визуаль ной индикации показаний счетчика 7. В этот момент на выходе генератора 6 импульсов индикации будет нулевой потенциал , закрывагаций схемы 17,18 И дл  счетных импульсов. Поэтому при поступлении новых счетных импульсов на входы схем 17,18 И на счетчик 7 они не пойдут. По окончании импульса индикации на выходе генератора 6 импульсов индикации по вл етс  высокий потенциал. Одновременно задний фронт импульса индикации устанавливает-в исходное состо ние счетчик 7 и триггеры 9,10. Затем цикл измерени  повтор етс . , Данный ультразвуковой толщиномер позвол ет повысить точность измерени  толщины за счет устранени  погрешности , возниканнцей из-,за температурной зависимости скорости ультразвуковых колебаний в призмах преобразовател  3. Формула изобретени  1. Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, основной генератор зондирующих импульсов, раздельно-совмещенный преобразователь и усилитель, аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов индикации, счетчик и индикатор, вход которого подключен к выходу счетчика, отличающийс  тем, что,, с целью повышени  точности измерений, он снабжен последовательно соединенными первым триггером, вход которого подключен к выходу синхронизатора, а выход ко входу основного генератора зондирующих импульсов, вторым триггером и дополнительным генератором зондирукщих импульсов, выход которого подключен ко входу раздельно-йовмещенного преобразовател , инвертором, вход которого подключен к выходу синхронизатора , первой схемой ИЛИ, включенной между генераторами зондирующих импульсов и аналого-цифровым преобразователем , первой схемой И, первый вход которого подключен к выходу основного генератора зондирующих импульсов , второй схемой И, первый вход которой подключен к выходу дополнительного генератора зондирующих импульсов и второму входу первой схемы ИЛИ, третьей схемой И, первый вход которой подключен к выходу усилител , четвертой схемой И, первый вход которой подключен ко вторым входам первой и второй схем И и первому выходу второго триггера, п той схемой И, первый вход которой подключен ко второму входу третьей схемы И, второму выходу второго триггера и ВХОД5/ генератора импульсов индикации , второй схемой ИЛИ, входы которой соединены с выходами первой, второй и третьей схем И, а выход подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразовател , и делителем частоты, включенным между четвертой схемой И и счетчиком, третьи входы первой, второй и третьей схем И подклйчены к выходу инвертора, вторые входы четвертой и п той схем И подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател , а третьи входы - к выходу генератора импульсов индикации , выход последнего соединен со вторыми входами счетчика и двух триггеров , выход п той схемы И подключен к третьему входу счетчика.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что счетчик выполнен реверсивным.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Калинин В.А,, и др. Современные ультразвуковые толщиномеры. М., Машиностроение , 1972, с. 15.

   2.Патент США 3624812, кл. 73-679, 1971 (прототип).