Ультразвуковое устройство для измерения толщины движущихся объектов

Патент 603845

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соаетских

Социалистицеских

Республик (»), 603845

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву

2 (51) М. Кл

Ст 01 Я 17/02 и 01 К 29/04 (22} Заявлено 22,11,76 (2}) 2421888/25-2 с присоединением заявки №

Государственный кометет

Совете Министров СССР оо делам нэооретений н открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.04.78. Бюллетень №15 (45) П,ата опубликования описания 31.03.78 (53) УДК 620.179.16:

:531,7 17,11 (088.8) Г. А. Кундзич и П. N,:Cèäîð÷eíêî (72) Авторы изобретения (7(} Заявитель

Украинский научи>-исследовательский институт целлюлознобумажной пр омы шленн ости (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙС ПЗО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ДВИЖУКИХСЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к измерйтельной технике и предназначено для бесконтактного контроля физических параметров движущихся материалов, Оно может найти применение, например, в целлюлозно-бумажной промышленности для контроля толщины движущегося бумажного полотна, Известны ультразвуковые (УЗ) толшиномеры, Один из известных УЗ толшиномеров, со- 10 держащий генератор импульсов, УЗ излучаюше-приемный преобразователь и измерительно- преобразовательный канал измеряет разницу времени между излученным и принятым сигналами, по которой определяют толщину !5 мате риала.

УЗ преобразователь устанавливают на контролируемый материал P).

Недостатком известного устройства является невозможность контроля тонких и непроч-,О ных материалов, особенно при их движении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является УЗ устройство для измерения толшины движущихся обьектов $2), содержащее 25 первый и второй измерительные каналы, выполненные каждый в виде последовательно соединенных импульсного генератора, нзлучаюше-приймный iультразвуковой (УЗ) головки и селекторного усилителя, компенсационный канал, выполненный в виде последовательно соединенных излучающе-приемной УЗ головки с рефлектором и селекторного усилителя, времяиэмерительный блок, первый вход которого соединен с выходом усилителя второго канала, излучающая часть УЗ головки компенсационного канала соединена с выходом генератора первого канала, выход усилителя первого канала соединен с пускающим входом генератора второго канала.

Принцип работы устройства заключается в том, что измеряется интервал. времени, равный разности между периодом следования импульсов генератора второго канала н суммарным временем распространения эхоимпульсов в первом и втором каналах.. Этот интервал пропорционален размеру контролируемого обьекта. К омпенсационный канал и данном устройстве служит для исключения

603845 ошибки измерений„вызываемой влиянием внешней среды йа скорость распространенияя ультразвука. Выходное напряжение времяиэмерительнэгэ блэка пропорционально произведению длительности измеряемого интервала на частоту следования этих инте рвалэв: ъых ц о где U „, вЂ” выходное напряжение;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

- длительность измеряемого интервала времени; частота следования интервалов. "

Отсюда следует, что погрешность измерения выходного напряжения определяется суммой погрешностей: пэгрешностью определения интервалов времени, погрешностью определения частоты следования интервалов времени и погрешностью определения их произведения, Сравнительно высокая погрешность изме рения является недостатком известного устройстваа. . Для повышения точности, выход усилите ля компенсационного канала соединен со вторым входом времяизмеригельнэго блока.

При таком соединении выходное напря1 30 жение времяизмерительного блэка прямо пропорционально длительнэсти измеряемого интервала времени: зь>х ц

Погрешнос ть измерения выходного напря. жения в предлагаемом устройстве равна

8u»„-z Ь „, т,е. погрешность измерения выхэдногэ напряжения в предлагаемом устройстве значительно меньше, чем в известном, Следо40 вательио точность измерения выходного сигнала в предлагаемом устройстве выше, чем в известном, На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства, выполненная согласно

45 настоящему изобретению, Оно содержит первый измерительный. канал 1, вгорэй измерительный канал 2, компенсационный канал 3 и времяизмеригельный блок 4. Канал 1 выполнен в ви50 де последовательно соединбнных импульсного генератора 5, излучаюше-приемной ультразвуковой (УЗ) головки 6 и селекторного усилителя 7, Канал 2 выполнен в виде последователь-> но-соединенных импульсного генератора 8, запускающий вход 9 которого подключен к усилителю 7, излучающе-при@мной головки 10 и селекторного уси щтеля 11, соединенного с первым входом блока 4. Ком- щ пенсациэнный блок 3 выполнен в виде последовательно соединенных иэлучаюше-при@мной головки 12 с рефлектэрэм 13 и селекторного усилителя 14, соединенного с вторым входом блока 4. Излучающая

Часть головки 12 соединена с выходом гегенератора 5, Головки 6 и 10 расположены по разные стороны изделия 15.

Генератор 5 канала 1 работает в режиме автоколебаний. Импульсное напряжение с его выхода поступает на излучатели головки 6 канала 1 и головки 12 канала 3 и возбуждает в них гармонические колебания.

Зги колебания излучаются во внешнюю среду и соответственно достигают иэделия 15 и рефлектора 13, отражаются и попадают на прижимную часть головок 6 и 12, возбуждая в них вторичные колебания. Эти колебания преобразуются в электрические сигналы, которые от головки 6 поступают через усилитель 7 на вход 9 генератора 8 канала 2.

От сигнала усилителя 7 генераторов 8 генерирует импульсный сигнал, который возбуждает головку .10 излучающую в свою очередь акустические колебания в сторону контролируемого изделия 15, а затем принимает отраженный его: поверхностью> импульс акустических колебаний, пре образовывает его в электрический сигнал, который усиливается и формируется усилителем. 11 и подается на первый вход блока 4, представляющего собой измеритель временных интервалов, и запускает его.

Излученный.головкой 12 импульс акустических колебаний, распространяясь в среде, достигает поверхности рефлектора 13, отражается or него и вновь попадает на акустическую головку 12, возбуждая в ией eaexr рнческий сигнал, который усиливается и фор- . мируется усилителем 14 и поступает на второй вход блока 4. Время между поступлением обоих сигналов, измеренное блоком

4, пропорциональное толщине контролируемогоо изделия (материала);

За счет прямого подключения выхода усилителя 14 к входу блока 4 устраняется влияние погрешности измерения частоты следования импульсов на выходное напряжение времяизмерительного блока 7. Изобретение позволяет с большой точностью измерять толщину бумаги и картона и других листовых материалов непосредственно в процессе их производства.

Ф ормула и эобре гения

Ультразвуковое устройство для измерения тolBUHHbl движущихся объектов, содер603R45

Составитель А. Naraees

Редактор Т. Шагова Техред М, Борисова Корректор А. Власенко

Заказ 2056/33 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нвб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 жашее первый и втэрэй измерительные каналы, выполненные каждый в виде последо-вательно-соединенных импульснэго генератора, излучаюше-приемной ультразвуковой (УЗ) головки и селекторного усилителя, компенсационный канал, выполненный в виде последовательно соединенных излучаюшеприемной УЗ головки с рефлекторэм и селекторного усилителя, времяизмерительный блок, первый вход которого соединен с выходом усилителя второго канала, излучаюшая часть УЗ головки компенсационного канала соединена с выходом генератора

d первого канала, выход усилителя первого квнвлв соединен с звпусквюшим входом генератора второго канала, о т л и ч в ювЂ” ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, выход усилителя компенсационного канала соединен со вторым входом времяизмерительного блока.

Источники информации, принятые во вним ание при экс пер ти зе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 187321, кл. Ст Ol В 17/02, 1962.

2, Авторское свидетельство СССР

¹ 393667, кл, Q 01 М 2299//004, 1971.