Ультразвуковой толщиномер

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при измерении толщин грубообработанных или сильно корродированных изделий. Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет отбраковки заведомо неверных показаний при непрохождении зондирующего сигнала. При нарущении акустического контакта первый мультивибратор вырабатывает импульс длительностью больщей, чем интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей изделий, на интеграторе появляется большее напряжение, которое блокирует при помощи ключа индикатор максимальной толщины. При пропадании эхосигналов от обеих поверхностей изделия ключи размыкаются и блокируют индикаторы максимальной и минимальной толщины. Это позволяет сделать индикацию более устойчивой и повысить надежность контроля. I ил. со сд 1чЭ го о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1352204

А1 (sg 4 б 01 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4018961/25-28 (22) 11.02.86 (46) 15.! 1.87. Бюл. № 42 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) П. Я. Криничный и В. И. Чистяков (53) 531.717.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 648834, кл. G 01 В 17/02, 1979. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при измерении толщин грубообработанных или сильно корродированных изделий. Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет отбраковки заведомо неверных показаний при непрохождении зондирующего сигнала. При нарушении акустического контакта первый мультивибратор вырабатывает импульс длительностью большей, чем интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей изделий, на интеграторе появляется большее напряжение, которое блокирует при помощи ключа индикатор максимальной толщины. При пропадании эхосигналов от обеих поверхностей изделия ключи размыкаются и блокируют индикаторы максимальной и минимальной толщины. Это позволяет сделать индикацию более устойчивой и повысить надежность контроля. 1 ил.

1352204

55 l

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при измерении толщин грубообработанных или сильно корродированных изделий.

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет отбраковки заведомо неверных показаний при непрохождении зондирующего сигнала.

На чертеже изображена структурная схема ультразвукового толщиномера.

Ультразвуковой тол щиномер содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2, преобразователь 3, усилитель 4, первый селектор 5, первый мультивибратор 6, схему 7 антисовпадений, интегратор 8 и индикатор 9, генератор 10 строба, включенный между синхронизатором 1 и первым селектором 5, последовательно соединенные второй селектор 11 и второй мультивибратор 12, включенные между первым селектором 5 и входом схемы 7 антисовпадений, второй вход второго селектора 1 соединен с выходом первого мультивибратора 6, две цепи, каждая из которых содержит диод 13 (14) и соединенные с ним дополнительный индикатор 15 (16) и конденсатор 17 (18), а также переключатели 19 и 20, в первой цепи соединенные последовательно с конденсатором

17, а во второй — с конденсатором 18 параллельно, два ключа 21 и 22, первый вход первого ключа 21 соединен с выходом первого мультивибратора 6, второй вход первого ключа 21 — с выходом интегратора 8, выход первого ключа 21 — с входом первого диода 13, а первый вход второго ключа 22 — с выходом второго мультивибратора 12, второй вход второго. ключа 22 — с выходом интегратора 8, выход второго ключа 22 — с входом второго диода 14.

Ультразвуковой тол щиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 и генератор 10 стробирующих импульсов.

Импульс генератора 2 возбуждает преобразователь 3 совмещенного типа, который излучает ультразвуковые колебания через слой контактной жидкости в изделие.

Ультразвуковые колебания распространяются в толще изделия и многократно отражаются от его противоположных поверхностей. Отраженные от противоположных поверхностей изделия импульсы принимаются преобразователем 3 и преобразуются в электрические импульсы, которые усиливаются и детектируются усилителем 4. После усиления и детектирования эхоимпульсы поступают на вход первого временного селектора 5. Временным селектором 5 управляет генератор 10 стробирующих импульсов, который определяет интервал пропускания первого временного селектора 5 на время действия на его входе только эхоимпульсов.

На выход первого временного селектора 5 проходят только эхоимпульсы, отраженные от наружной и внутренней поверхностей изделия. Первый импульс, отраженный от наружной поверхности изделия, запускает первый мультивибратор 6 и одновременно поступает на первый вход второго временного селектора 11. При запуске мультивибратор 6 генерирует импульс прямоугольной формы, длительность которого превышает длительность последовательности эхоимпульсов, многократно отраженных в толще изделия. Это исключает возможность повторного запуска мультивибратора 6 от одной и той же последовательности многократно отраженных в толще изделия эхоимпульсов.

Импульс прямоугольной формы с выхода первого мультивибратора 6 поступает на один из входов схемы 7 антисовпадений и одновременно этот импульс поступает на второй вход второго временного селектора 11 и на управляющий вход первого электронного ключа 21.

Поскольку импульс на выходе первого ждущего мультивибратора 6 задерживается относительно эхоимпульса от наружной поверхности изделия на время срабатывания первого ждущего мультивибратора 6, то на выходе второго временного селектора 11 выделяются эхоимпульсы, отраженные от внутренней поверхности изделия. Первый из последовательности эхоимпульсов, отраженных от внутренней поверхности изделия, с выхода второго временного селектора 11 поступает на вход второго мультивибратора 12 и запускает его, в результате чего на его выходе появляется импульс прямоугольной формы, длительность которого превышает длительность прямоугольного импульса первого мультивибратора 6.

Импульс прямоугольной формы с выхода второго мультивибратора 12 поступает на второй вход схемы 7 антисовпадений и на управляющий вход второго электронного ключа 22. В схеме 7 антисовпадений производится сложение двух импульсов прямоугольной формы одинаковой амплитуды и полярности, сдвинутых один относительно другого на время, определяемое временным интервалом между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей изделия, который пропорционален измеряемой толщине изделия.

Выработанный в схеме 7 антисовпадений импульс прямоугольной формы длительностью, равной времени прохождения ультразвуковых колебаний через толщину изделия, поступает на интегратор 8, где происходит его преобразование в напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна измеряемой толщине изделия.

С выхода интегратора 8 напряжение постоянного тока поступает на индикатор 9 текущего значения толщины изделия.

1352204

Это же напряжение поступает на сигнальные входы электронных ключей 21 и 22, которые в исходном состоянии разомкнуты.

С приходом импульса с выхода первого мультивибратора 6 на управляющий вход электронного ключа 21 последний замыкается и в результате на катод диода 13 с выхода интегратора 8 через электронный ключ 21 поступает положительное напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна текущему значению измеряемой толщины изделий. В момент замыкания электронного ключа 21 через диод 13 начинает разряжаться конденсатор 17, который до начала измерения был заряжен от источника положительного напряжения через переключатель 19. Уровень напряжения, до которого разряжается конденсатор 17, определяется величиной постоянного напряжения, приложенного к катоду диода 13, через который происходит разряд конденсатора 17. Следовательно, уменьшение постоянного напряжения на катоде диода 13 вызывает уменьшение постоянного напряжения на его аноде, до уровня которого разряжается конденсатор 17, в то время как увеличение постоянного напряжения на катоде диода 13, соответствующее увеличению толщины изделия, сохраняет предыдуший уровень.

Таким образом, информация о минимальном значении толщины изделия запоминается на конденсаторе 17 в виде напряжения постоянного тока, значение которого фиксируется с помошью индикатора 15.

) С приходом импульса с выхода второго мультивибратора 12 на управляюший вход электронного ключа 22 он замыкается и через него с выхода интегратора 8 поступает положительное напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна текущему значению измеряемой толщины изделия, и через диод 14 и переключатель 20 («Сброс») заряжает конденсатор 18. Напряжение, до которого зарядился конденсатор 18, со знаком плюс прикладывается к катоду диода 14 и запирает его. Когда потенциал на конденсаторе становится равным потенциалу на аноде диода 14, заряд конденсатора 18 прекращается. В то же время уменьшение напряжения на выходе электронного ключа 22 не может вызвать уменьшения напряжения на конденсаторе 18.

Таким образом, информация о максимальном значении толщины изделия запоминается на конденсаторе 18 в виде напряжения, фиксируемого с помощью индикатора 16.

Если в процессе сканирования поверхности контролируемого изделия преобразователем 3 происходит кратковременное нарушение акустического контакта, в результате чего происходит пропадание эхоимпульса, отраженного от внутренней -поверхности из55

Таким образом, благодаря введению ключей 21 и 22 исключается влияние пропадания акустического контакта на показания индикаторов минимальной и максимальной толшины изделия, что повышает надежность контроля. делия, то на выходе схемы 7 антисовпадений появляется импульс длительностью. равной длительности импульса, поступившего с выхода первого мультивибратора 6.

Поскольку длительность этого импульса в несколько раз превышает временной интервал между эхоимпульсами от наружной и внутренней поверхностей изделия, то на выходе интегратора 8 появляется ложное напряжение, величина которого также пре10 вышает напряжение, пропорциональное измеряемой толщине изделия 1. При появлении такого импульса с выхода первого мультивибратора 6 на управляющем входе электронного ключа 2! происходит его замыкание, и с выхода интегратора 8 через электронный ключ 21 на катод диода 13 поступает ложное напряжсние постоянного тока.

Но так как конденсатор 17 был заряжен до напряжения, соответствующего

20 минимальной толщине изделия, которое значительно ниже уровня «ложного» напряжения на катоде диода 13, то изменения показаний индикатора 15 запоминания минимального значения толщины изделия не происходит.

При пропадании эхоимпульса, отраженного от внутренней поверхности изделия, второй мультивибратор 12 прекращает подачу на управляющий вход электронного ключа 22 разрешаюшего импульса прямоугольной формы, и ложное напряжение постоянного тока с интегратора 8 через электронный ключ 22 не проходит, так как последний разомкнут. Поэтому указанное напряжение не вызывает изменения уровня напряжения на конденсаторе 18, до которого он был заряжен в момент запоминания информации о максимальном значении толшины изделия при отсутствии нарушения акустического контакта.

Возможен случай, когда в результате нарушения акустического контакта или на40 личия сильно корродированных поверхностей контролируемого изделия происходит кратковременное пропадание обоих эхоимпульсов, т. е. эхоимпульсов, отраженных от наружной и внутренней поверхностей изделия.

B этом случае первый и второй мульти45 вибраторы 6 и 12 прекращают генерировать импульсы прямоугольной формы и подавать их на соответствуюшие входы схемы 7 антисовпадений и электронных ключей 21 и 22. В результате этого электронные ключи 21 и 22 находятся в разомкнутом

50 состоянии и, тем самым, исключается возможность разряда конденсатора 17 и нарушение заряда конденсатора 18.

1352204

Составитель А. Олохтонов

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 5270)34 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Ультразвуковой тол щиномер, содержаший последовательно соединенные синхронизатор, генератор, преобразователь, усилитель, первый селектор, первый мультивибратор, схему антисовпадений и индикатор, генератор строба, включенный между синхронизатором и первым селектором последовательно соединенные второй селектор и второй мультивибратор, включенные между первым селектором и входом схемы антисовпадений, второй вход второго селектора соединен с выходом первого мультивибратора, две цепи, каждая из которых содержит диод и соединенные с ним дополнительный индикатор и конденсатор, а также переключатель, соединенный последовательно с конденсатором в первой цепи, а во второй — соединенный с конденсатором параллельно, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен двумя ключами, первый вход первого ключа соединен с выходом первого мультивибратора, второй вход первого ключа — с выходом интегратора, выход первого

)O ключа — с входом первого диода, а первый вход второго ключа — с выходом второго мультивибратора, второй вход второго ключа — с выходом интегратора, выход второго ключа — с входом второго диода.