Ультразвуковое устройство для контроля размеров

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р, С О1 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQVIY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пю делАм изОБРетений и ОтнРитий (21) 3515520/25-28 (22) 26.11.82 (46) 15.03.36. Бюл. В 10 (71) Куйбьппевский институт инженеров железнодорожного транспорта и Куйбы.шевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В.И. Гусаров и Э.Б. Попов (53) 620. 179. 16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 403950, кл. G 01 В 17/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 634194, кл. G 01 И 29/04, 1977. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ РА3МЕРОВ, содержащее измерительный канал, состоящий из усилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно к входу и выходу усилителя и установленных параллельно друг другу, образуя акустический резонатор, и блока контроля настройки преобра-. зователей, включенного на вход усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено не менее чем двумя парами дополнительных измерительных каналов, аналогичных основному, блоками автоматической

Я0. 1216293 А регулировки усилителя по числу каналов, включенными соответственно между .выходами и управляющими входами усилителей каналов, блоками вычитания частот по числу дополнительных каналов, первые входы которых подключены соответственно к выходам дополнительных каналов, а вторые входы — к выходу основного канала, блоками суммирования частот по числу пар дополнительных каналов, входы которых подключены соответственно к выходам блоков вычитания частот каждой пары дополнительных каналов, преобразователями частотанапряжение по числу пар дополнитель- Е ных каналов, входы которых подключены соответственно к выходам блоков суммирования частот, и блоком измерения среднего диаметра, а также блоком измерения овальности, входы коФ торых соединены с выходами преобразователей частота-напряжение, акус-, ) тические преобразователи дополнительных каналов выполнены в виде раздельно-совмещенных преобразователей и расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга таким образом, что акустические преобразователи каждой пары дополнительных каналов диаметрально противоположны друг другу.

218293 2 кий резонатор, и блока контроля настройки преобразователей, включенного на вход усилителя, снабжено не менее чем двумя парами дополнительных измерительных каналов, аналогичных основному, блоками автоматической регулировки усилителя (АРУ) по числу каналов, включенными соответственно меж1 у выходами и управляющими входами

10 усилителей каналов, блоками вычитания частот по числу дополнительных каналов, первые входы которых подключены соответственно к выходам дополнительных каналов, а вторые входы— к выходу основного канала, блоками суммирования частот по числу пар дополнительных каналов, входы которых подключены соответственно к выходам блоков вычитания частот каждой

20 пары дополнительных каналов, преобразователями частота-напряженИе по числу пар дополнительных каналов, входы о которых подключены соответственно к выходам блоков суммирования час25 тот, и блоком измерения среднего диаметра и блоком измерения овальности, входы которых соединены с выходами преобразователей частота-напряжение, акустические преобразователи дополнительных каналов выполнены в виде раздельно-совмещенных преобразователей и расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга таким образом, что акустичес35 кие преобразователи каждой пары дополнительных каналов диаметрально противоположны друг другу.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается за счет того, что ультразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее измерительный канал, состоящий из усилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно друг другу, образуя акустичес1 1

Изобретение относится к измеритель ной технике и может использоваться при контроле размеров движущихся объектов, в частности при контроле геометрии изоляции электрических коаксиальных кабелей связи.

Известно устройство для контроля размеров объектов, содержащее два канала, состоящих каждый из импульсного генератора, приемно-излучающего акустического преобразователя, усилительного каскада с амплитудной отсечкой и селекторного каскада, формирователь селекторных импульсов, формирующий каскад, времяизмерительный блок и регистрирующий блок.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерений, обусловленной наличием приемно-излучающего акустического преобразователя, позволяющего реализовать только импульсный метод измерений, обладающий ограниченной точностью.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ульразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее измерительный канал, состоящий иэ усилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно к входу — выходу усилителя и установленных параллельно друг другу, образуя акустический резонатор, и блока контроля настройки преобразователей, включенного на вход усилителя.

Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой точностью и недостаточно широкими функциональными возможностями, обусловленными тем. что устройство содержит только один измерительный канал, вследствие чего нет возможности контролировать геометрию объектов, причем преобразователи разнесены, что приводит к уменьшению добротности при увеличении расстояния между преобразователями.

На чертеже представлена блок-схе40 ма ультразвукового устройства для контроля размеров.

Ультразвуковое устройство для контроля размеров содержит основной измерительный канал 1 и не менее

45 чем две пары дополнительных измерительных каналов 2, аналогичных основному каналу 1. Каждый измерительный канал 1 и 2 включает усилитель 3, два акустических преобразо50 вателя 4, подключенных соответственно ко входу и выходу усилителя 3, и блок 5 контроля настройки преобразователей 5, включенного на вход усилителя 3. Акустические преобразователи 4 основного измерительного

55 канала 1 установлены параллельно друг другу, образуя акустический резонатор. Акустические преобразователи 4 дополнительных измерительных

1218293

4 каналов 2 подводятся к контролируемому изделию 12 »а расстояние, равное и

2 каналов 2 выполнены в виде раздельно-совмещенных преобразователей и расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга таким образом, что акустические преобразователи 4 каждой пары дополнительных каналов 2 диаметрально противоположны друг другу. Помимо этого, устройство содержит блоки 6 АРУ по числу каналов, включенные соответственно между выходами и управляющими входами усилителей 3 каналов 1 и 2. Устройство также содержит блоки 7 вычитания частот по числу дополнительных каналов 2, первые входы которых подключены соответственно к выходу основного канала 1, блоки 8 суммирования частот по числу пар дополнительных каналов, входы которых под, 1

1ключены соответственно к выходам бло ков 7 вычитания частот каждой пары дополнительных каналов 2, и преобраэо ватели 9 частота-напряжение по числу пар дополнительных каналов 2, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 8 суммирования час— тот. Кроме того, устройство содержит блок 10 измерения среднего диаметра и блок 11 измерения овальности. Входы каждого блока 10 и 11 соединены с выходами преобразователей 9 частота — напряжение, Контролируемое изделие 12 в ходе контроля располагается внутри окружности, описанной акустическими преобразователями 4 дополнительных измерительных каналов 2 °

Ультразвуковое устройство для контроля размеров работает следующим образом.

Перед проведением контроля акустические преобразователи 4 измерительных каналов 1 и 2 настраиваются при помощи блоков 5 контроля настройки преобразователей 4 при отключенных блоках 6 АРУ. При этом в дополнительных.каналах 2 настройку преобразователей 4 производят путем изменения угла между излучающим и приемным преобразователями 4, добиваясь максимальной амплитуды при отражении стоячей ультразвуковой волны от контролируемого изделия 12, и в основном канале 1 — тем же путем, добиваясь параллельности преобразователей 4. Затем при подключенном блоке 6 АРУ основного канала 1 устанавливают середину диапазона частоты генерации.

Преобразователи 4 дополнительных где — длина волны ультразвуковых колебаний в среде измерений; целое положительное число, 10 т.е. в середину измерительного диапазона по частоте. Блоки 6 АРУ каналов

1 и 2 поддерживают постоянной амплитуду сигналов на выходе усилителей 3.

На выходах дополнительных каналов °

2 образуются сигналы, частота которых соответствует расстоянию между преобразователями 4 и поверхностью контролируемого изделия 12. На выходе основного канала 1 образуются сигналы, частота которых соответствует заданному базовому расстоянию между преобразователями 4. С выходом каналов 1 и 2 сигналы поступают в блоки

7 вычитания частот, где происходит

25 вычитание частот иэ каждого дополнительного канала 2 частоты основного канала 1. Сигналы с выхода блоков 7 вычитания частот, диаметрально противоположно расположенных относительного контролируемого изделия 12 допол,нительных каналов 2, поступают в блоки 8 суммирования частот, где происходит суммирование частот сигналов и в результате образуется сигнал с суммарной частотой, соответствующей

35 диаметру контролируемого изделия 12 в одной иэ плоскостей. С выхода блока 8 суммирования частот сигналы поступают на преобразователи 9 частота40 напряжение, где происходит преобразование частоты в аналоговые сигналы.

С выхода преобразователей 9 частота — напряжение аналоговые сигналы поступают в блок 10 измерения среднего диаметра, где происходит сумми45 рование сигналов с коэффициентом передачи 0,5, т .е. образуется сигнал, соответствующий среднему арифметическому значению диаметра контролируемого иэделий 12. С выхода преобразо50 вателеи 9 частота — напряжение аналоговые сигналы поступают в блок 11 измерения овальности, где происходит вычитание сигналов, т.е. образуется сигнал, соответствующий овальности контролируемого изделия 12.

Таким образом, ультразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее измерительный канал, 1218293

Составитель В. Гондаревский

Техред М.Надь Корректор М. Демчик

Редактор И. Сегляник

Заказ 1127/52 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 состоящий из усилителя, двух акустических преобразователей и блока контроля настройки преобразователей, позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности благодаря тому, что оно снабжено дополнительными измерительными каналами с раздельно-совмещенными преобразователями, блоками вычитания частот, блоками суммирования частот, преобразователями частота — напряжение, блоком измеренчя среднего диаметра и блоком измерения овальности, а также определенному расположению преобразователей дополнительных каналов вследствие возможности измерения нескольких геометрических параметров контролируемых изделий и постоянству амплитуды на выходе усилителей измерительных каналов, в результате

1Î чего .увеличивается добротность акустических разонаторов и компенсируются изменяющееся затухание среды, в которой производится контроль.