Способ определения толщины слоя

Способ определения толщины слоя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к облас- . ти измерительной техники и может быть использовано при определении толщины слоя с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности безэталонного определения толщины слоя водоподобных и сыпучих материалов благодаря учету максимальной частоты допплеровского сдвига. Устанавливают на фиксированном расстоянии совмещенный и приемньй преобразователи на поверхности слоя. Сначала излучают совмещенным преобразователем импульсы УЗ колебаний нормально к границе слоя и измеряют их время распространения. Затем излучают совмещенным преобразователем непрерывные УЗ колебания под углом к границе слоя и с постоянной угловой скоростью изменяют зтот угол. Принимают приемным преобразователем УЗ колебания, прошедшие через слой, и измеряют максимальную частоту допплеровского сдвига, которую учитывают при определении толщины слоя по времени распространения. 1 ил. а С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3888813/25-28 (22) 22.04.85 (46) 30.12.86. Бюл. Ф 48 (71) Донской сельскохозяйственный институт (72) И.А.Муляр (53) 620.179.16(088.8) (56) Ермолов И.H. Теория и практика ультразвукового контроля, !!.: Машиностроение, 1981, с. 221-223.

Королев М.В. Безэталонные ультразвуковые толщиномеры. М.: Машиностроение, 1985, с. 25-26. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЦИНЫ СЛОЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении толщины слоя с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения воэмож,.SU„„1280519 А 1 (59 4 С 01 N 29/00 G 01 В 17/02 ности беээталонного определения толщины слоя водоподобных и сыпучих материалов благодаря учету максимальной частоты допплеровского сдвига.

Устанавливают на фиксированном расстоянии совмещенный и приемный пре образователи на поверхности слоя.

Сначала излучают совмещенным преобразователем импульсы УЗ колебаний нормально к границе слоя и измеряют их время распространения. Затем излучают совмещенным преобразователем непрерывные УЗ колебания под углом к границе слоя и с постоянной угловой скоростью изменяют этот угол.

Принимают приемным преобразователем

УЗ колебания, прошедшие через слой, и измеряют максимальную частоту допплеровского сдвига, которую учитывают при определении толщины слоя по времени распространения. 1 ил. 1 128051

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении толщины слоя с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, в частности при измерении тол-. щины слоев жировой и -мышечной ткани сельскохозяйственных животных.

Целью изобретения является расширение области применения эа счет обеспечения возможности безэталонно- 10 го определения толщины слоя жидких, водоподобных и сыпучих материалов.

На чертеже представлены установленные на поверхности слоя совмещенный и приемный преобразователи. 15

На чертеже обозначены: совмещенный преобразователь 1, приемный преобразователь 2, слой 3, толщину которого определяют.

Сущность способа определения тол- 20 щпны слоя заключается в следующем.

На поверхности слоя устанавливают совмещенный и приемный преобразователи на фиксированном расстоянии. Совмещенным преобразователем из- 25 лучают импульсы УЗ колебаний нормально к границе слоя и принимают отраженные донной поверхностью УЗ колебания. Измеряют время Т распространения принятых совмещенным преобразователем УЗ колебаний. Затем излучают совмещенным преобразователем непрерывные УЗ колебания под углом ч к границе слоя и изменяют угол g с фиксированной скоростью 3. Прошедшие 35 через слой непрерывные УЗ колебания принимают приемным преобразователем и измеряют максимальную частоту допп.леровского сдвига. Толщину слоя определяют по времени Т распростране- 40 ния с учетом максимальной частоты допплеровского сдвига.

Способ определения толщины слоя реализуется следующим образом.

На поверхности слоя 3 устанавли- 45 вают совмещенный и приемный преобразователи 1 и 2 таким образом, что расстояние между самыми удаленными точками преобразователей 1 и 2 равно. А. Излучают совмещенным преобра- 50 эователем 1 импульсы УЗ колебаний . нормально к границе слоя 3 и принимают им же отраженные донной поверхностью слоя 3 УЗ колебания. Время Т распространения УЗ импульса в слое 3 55 в прямом и обратном направлениях измеряют одним иэ известных способов, например, при помощи осциллографичес- кого индикатора. Затем совмещенным

9 2 преобразователем 1 излучают непрерывные УЗ колебания и осуществляют поворот УЗ пучка с фиксированной угловой скоростью с1 так, чтобы отраженный донной поверхностью слоя 3 сигнал скользил по другой поверхности слоя 3, перемещаясь в сторону приемного преобразователя 2. Излучения УЗ колебаний под углом у к границе слоя и осуществление поворота с постоянной угловой скоростью осуществляется, например, методами электронного сканирования.

Прошедшие через слой 3 непрерывные

УЗ колебания, претерпевшие вследствие эффекта Допплера сдвиг частот, принимают преобразователем 2. Принятый сигнал содержит спектр частот допплеровского сдвига, максимальная частота которого f „ соответствует моменту времени, когда пучок отраженных УЗ лучей выходит эа пределы преобразователя 2 (именно этому моменту соответствует чертеж). Каксимальную частоту допплеровского сдвига измеряют, например, с помощью анализатора спектра С4-25. Считая пучок УЗ лучей параллельным, а отражение на донной поверхности слоя 3 зеркальным, получим

А /А :4 1

f -f =-f оЭ ракс а а 2 С (где f, — частота излучения; — толщина слоя 3;

С вЂ” скорость распространения

УЗ колебаний в материале слоя 3.

Так как T-21/С, толщину (слоя 3 определяют по времени Т с учетом частоты Й „ из выражения, Jà :. ",ã;

2 2(f,, — 1. )" Т

Одновременно с толщиной Й слоя 3 можно определить и скорость С распространения УЗ колебаний в материале слоя 3 из выражения 2 А C.,Ì Г . т +4(к„„и

2(f„-1 ) f, .Ò

В случае определения толщины слоя жидких сред или мягких биологических тканей поворот УЗ луча может быть осуществлен и механически, например, поворотом совмещенного преобразователя вокруг оси, проходящей чер е з е го центр, лежащей в пло с ко сти установки преобразователей и перпендикулярной линии, соединяющей—

1280519 с (c — " И а Ыьа >

2 f, U t ((А-R) +4 f ) +4 f -2AR-R(A-R))

-R (А-R) ) ) j(A» (21

Т = 2I/С > где R — радиус совмещенного преобразователя.

Способ определения толщины слоя, заключающийся в том, что устанавливают совмещенный и приемный преобСоставитель В.Гондаревский

Редактор А.Долинич Техред Л.Олейник Корректор М.Максимишинец

Заказ 7061/49 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, П-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно- полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 центры совмещенного и приемного преобразователей. В этом случае толщина 1 . слоя и скорость С распространения У3 колебаний в его материале определяется при решении численными методами системы уравнений формула изобретения разователи на поверхности слоя на фиксированном расстоянии, излучают совмещенным преобразователем импульсы ультразвуковых колебаний нормально к границе слоя, принимают им отраженные в слое колебания, измеряют время их распространения, излучают совмещенным преобразователем ультразвуковые колебания под углом

10 к границе слоя и принимают колебания, прошедшие через слой, приемйым преобразователем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения об" ласти применения, при непрерывном

f5 излучении ультразвуковых колебаний под углом к границе слоя изменяют этот .угол с фиксированной скоростью, измеряют максимальную частоту допплеровского сдвига, а толщину слоя определяют по времени распространения с учетом максимальной частоты допплеровского сдвига.