Ультразвуковой толщиномер

Ультразвуковой толщиномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ Н АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистичесиик

Республик

Опубликовано 07. 03. 82.Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 09. 03. 82 (51)М. Кл.

G 01 В 17/02

Гюеудерстеанны1 кеивтет

СССР вв делам взабретеинй и вткрнтвв (53) УДК 534.717 (088. 8) В.А. Воробьев, В.А. Горшков, Н.А. Вистгоф

Д.Н. Суворов и В.Б. Сырков (72) Авторы изобретения

Московский автомобильно-дорожный инст (7I) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЯ1ИНОМЕР

Изобретение относится .к нераэрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля размеров изделий.

Известен ультразвуковой толщиномер, содержащий три измерительных ка- э нала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, приемно-передающего преобразователя, рефлектора и блока управления (1).

Недостатком известного толщиномера является низкая точность измерений, так как на результаты влияют параметры воздушной среды.

Наиболее близким к изобретению по

15 технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой толщиномер, содержащий эталонный канал, состоящий из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, излучающего и приемного преобразователей, два измерительных канала, каждый из которых состоит иэ иэлу2 чающего и приемного преобразователей, генератор зондирующих импульсов, выход которого соединен с излучающими преобразователями измерительных каналов, три счетчика, блок управления и рефлектор (2).

Недостатком известного толщиномера является низкое быстродействие- и его сложность, так как в каждом измерительном канале происходит многократное генерирование, а значит увеличивается время измерений.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой толщиномер снабжен первым триггером, первый вход которого соединен с выходом генератора эонди" рующих импульсов эталонного канала, а второй вход - с приемным преобразователем эталонного канала, вторым триггером, два входа которого подключены к приемным преобразователям измерительных каналов, двумя генерато5 4

3 . 91115 рами стандартной частоты, входы которых подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен. со входом генератора зондирующих импульсов эталонного канала, первой схемой И, первый вход которой соединен с выходом генератора зондирующих импульсов эталонного канала, второй вход - с выходом первого триггера, а выход - со входом первого счетчика, второй схемой И, включенной между вторыми триггером и счетчиком, параллельно соединенными между собой и подключенными ко второму входу второй схемы.И, нуль-органом, вход кото-. 1 рого подключен к выходу третьего счетчика, и блоком перезаписи, вход которого подключен к выходу первого счетчика, а выход - ко второму входу третьего счетчика, второй вход третьего счетчика соединен с выходом первого генератора стандартной частоты,. а вход генератора зондирующих импульсов подключен к приемному преобразователю эталонного канала.

На чертеже представлена блок-схема ультразвукового толщиномера..

Толщиномер содержит эталонный канал, состоящий из последовательно соединенных генератора 1 зондирующих

30 импульсов, излучающего преобразова"теля 2 и приемного преобразователя 3.

Первый измерительный канал состоит иэ излучающего преобразователя 4 и, приемного преобразователя .5. Второй измерительный канал состоит из излучающего преобразователя 6 ..и приемного преобразователя 7. Выход генератора 8 зондирующих импульсов подключен к излучающим преобразователям 4 и 6.

Кроме того, толщиномер содержит первый триггер 9, первый вход которого соединен с выходом генератора 1 зондирующих импульсов, а второй вход - с приемным преобразователем 3, второй триггер 10, два входа которого подключены к приемным преобразователям 5 и 7, два генератора 11 и

12 стандартной частоты, входы которых подключены к первому выходу блока 13 управления, второй выход которого соединен со входом генератора 1 зондирующих импульсов, первую схему 14 И, первый вход которой соединен с выходом генератора 1, второй вход - с выходом первого триггера 9, s5 а выход - со входом первого счетчика 15, вторую схему 16 И, включенную между вторым триггером 10 .и вторым счетчиком 17, параллельно соединены между собой и подключены ко второму входу второй схемы 16 И, нуль-орган 18, вхрд которого подключен к выходу третьего счетчика i9, и блок 20 перезаписи, вход которого подключен к выходу первого счетчика 15, а вы- ход - ко второму входу третьего счетчика 19. Второй вход третьего счетчика 19 соединен с выходом первого генератора 11 стандартной частоты, а вход генератора 8 зондирующих импульсов подключен к приемному преобразователю 3. Толщиномер содержит также рефлектор 21.

Толщиномер работает следующим образом.

Блок 13 управления запускает генератор 1 зондирующих импульсов эталонного канала и генераторы 11 и 12 стандартной частоты, которые вырабатывают импульсы, частоты следования которых равны f и Г соответственно.

Генератор 1 зондирующих.импульсов запускает излучающий преобразователь 2, ультразвуковой импульс с которого, отражаясь от поверхности рефлектора 21, принимается приемным преобразователем 3. Одновременно сигнал с генератора 1 поступает на единичный вход триггера 9, на выходе которого появляется единичный сигнал, который открывает схему 14 И, и импульсы с генератора 12 начнут поступать на счетчик 15, который их считает..Сигнал с приемного преобразователя 3 поступит на нулевой вход..триггера 9, который перебросится в нулевое состояние и закро-. ет схему 14 И, и счет импульсов счетчиком 15 прекратится. В счетчике 15 зафиксируется число К, пропорциональное эталонному расстоянию

Э

И„=Е i =f (

1 Э 1С, где, - время распространения ультразвукового импульса в эталонном канале;

C - скорость распространения ультразвука в воздухе.

Число N, блоком 20 перезаписи запишется в счетчик 19, который работает на вычитание. Это чиело будет счи- . тываться импульсами с генератора. 11, следующими с частотой fg . Когда счетчик 19 сосчитает до нуля, нуль-орган 18 выдаст сигнал на схему 16 И и блок 20 перезаписи; который вновь запишет число из счетчика 15 в счет5 чик 19 и т.д. Таким образом, с выхо да нуль-органа 18 на вход схемы 16 будут поступать импульсы, следующие с частотой где 1 - время, за которое число )( считывается в счетчике 19 до нуля.

Сигнал с приемного преобразователя 3 поступает на вход генератора 8 зондирующих импульсов, который запустит излучающие преобразователи 4 и 6. Ультразвуковые импульсы, отража- 15 ясь от поверхностей изделия и опоры, принимаются приемными преобразователями 5 и 7. Излучающие и приемные преобразователи 4-7 установлены на одинаковом расстоянии 7у от опоры. 20

Сигнал с приемного преобразователя 5 поступит на единичный вход триггера 10, на выходе которого появится сигнал, который поступит на вход .схе-. мы 16 И. Сигнал с приемного преобраэо- 5 вателя 7 поступит на нулевой вход триггера и перебросит его в нулевое состояние и закроет схему 16 И. Таким образом, схема 16 И будет открыта в течение временит, пропорцио" нальному толщине изделия е е„

Х 3 LX 3 (- " ), . l(5) где С, С,1 - время распространения

Э5 ультразвуковых. колебаний до поверхностей опоры.и изделия соответственно;

Д.) - расстояния до поверх.40 ностей опоры и изделия соответственно.

Подставляя в формулу 3 значение. частоты f» из формулы (,7 ), получим

N f С= (4)

СЮ е -е„) х 3 х с1129

911155 6

Таким образом, счетчик 17 покаэыИ вает толщину изделий.

Формула изобретения

Для того, чтобы число ) ) выражало. расстояние 7 в мм, необходимо, чтобы

) (= —, (ь)

Г

14 где 9» берется в мм. откуда 3 f

Е-8=и " О)

g. <-х

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства и упростить его за счет однократ-. ного генерирования ультразвуковых импульсов в измерительных каналах.

Ультразвуковой толщиномер, содержащий эталонный канал, состоящий из .последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, излучающего и приемного преобразователей, два измерительных канала, каждый из которых состоит из излучающего и приемного преобразователей, генератор зондирующих импульсов, выход которого соединен с излучающими преобразователями измерительных каналов, три счетчика, блок управления и рефлектор, отличающийся тем,; что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, он снабжен первым триггером, первый. вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов эталонного канала, а второй вход - с приемным преобразователем эталонного канала, вторым триггером; два входа которого подключены к приемным преобразовате" лям измерительных каналов, двумя гене.раторами стандартной частоты, входы которых подключены к первому выходу блока управления, второй выход которогО соединен со входом генератора зондирующих импульсов эталонного канала, первой схемой И, первый вход которой соединен с выходом генератора зондирующих импульсов эталонного канала, второй. вход - с выходом первого триггера, а выход - со входом первого счетчика, второй схемой И, .включенной между вторыми триггером и счетчиком, параллельно соединенными между собой и подключенными ко второму входу второй схемы И, нуль-органом, вход которого подключен к выходу третьего счетчика, и блоком перезаписи, вход которого подключен к вы-. ходу первого счетчика, а выход - ко второму входу третьего счетчика„ второй вход третьего счетчика соединен с выходом первого генератора стандартной частоты,,а вход генератора зондирующих импульсов подключен к приемному преобразователю эталонного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

911155 8

1. Авторское свидетельство СiСt

М 384005, кл. G 01 В 17/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2603701/28, кл. 6 01 В 17/02, 1978 (прототип).

Составитель Л. Лущенко

Редактор Н. Рогулич Техоед E. Харитончик Корректор В. Синицкая

Заказ 1099 22 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 Москва N-35 Раушская наб. д. 4/) Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4