Ультразвуковой способ контроля толщины изделий

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для автоматизированного контроля толщины изделий из композиционных материалов. Целью изобретения является повышение точности контроля толщины изделий из композиционных материалов за счет компенсации погрешности, вызванной неоднородностью материала. Измеряют время распространения ультразвуковых колебаний, длина волны которых превышает размеры неоднородностей материала изделия, по которому судят о толщине. Дополнительно в изделии возбуждают ультразвуковые колебания с длиной волны, соизмеримой в размерами неоднородностей материала изделия, принимают сигналы рассеянного обратного отражения от границ неоднородностей материала и измеряют амплитуду этих сигналов, величину которой учитывают при определении толщины. 3 ил.

. СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛКН (51)5 С 01 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ зависимости от рассеянного обратного отражения А; на фиг. 3 — алгоритм работы микроЭВ11.

Ультразвуковой способ контроля толщины изделия реализуется с помощью устройства, содержащего генератор 1 низкой частоты (НЧ), ультразвуковой преобразователь 2, последовательно соединенные первый уси литель 3, пороговый элемент 4, формирователь 5 временного интервала, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 НЧ, преобразователь

6 длительности в цифровой код, коммутатор 7, последовательно соединенные генератор 8 высокой частоты (ВЧ), ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ К ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (21) 4295600/25-28 (22) 11.08.87 (46) 07.06.90. Бюп. Р 21 (72) В.Г.Саиткулов и M.M.Ïèñüìåíñêàÿ (53) 53 1. 71 7. 1: 534. 6 (088 .8) (56) Приборы для нераэрушающего контроля материалов и изделий. / Под ред. В.В.Клюева. — М.: Машиностроение, 1976, т. 2, с. 235-240.

Лвторское свидетельство СССР

1Ф 372433, кл. G 01 В 17/02, 1973.

Ч (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ

ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области нераэрушающего контроля и может быть использовано для автоматизированного контроля толщины изделий из компоИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для автоматизированного контроля толщины изделий из композиционных материалов.

Целью изобретения является повышение точности контроля толщины изделий из композиционных материалов за счет компенсации погрешности, вызванной неоднородностью материала.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ ультразвукового контроля толщины изделий; на фиг. 2графическое изображение изменения показаний d H ультразвукового толщиномера от номинальной толщины в

„„Я0„„1569534 А 1

2 эиционных материалов. Целью изобретения является повышение точности коптрОля ТОлщины иэделий из композициОНных материалов за счет компенсации погрешности, вызванной неоднородностью материала. Измеряют время распространения ультразвуковых колебаний, длина волны которых превышает размеры неоднородностей материала изделия, по которому судят о толщине. Допол— нительно в изделии возбуждают .ультразвуковые колебания с длиной волны, соизмеримой с размерами неоднородностей материала изделия, принимают сигналы рассеянного обратного отражения от границ неоднородностей материала и измеряют амплитуду этих сигналов, величину которой учитывают при определении толщины. 3 ил.

1569534 первый 9 и второй 1О ждущие мультивибраторы, при этом вход первого ждущего мультивибратора 9 соединен с выходом генератора 8 ВЧ, выход второго ждущего мультивибратора 10 - с

5 вторым входом линейного коммутатора

1 1, первый вход которого соединен с вторым усилителем 12, а выход последовательно соединен с пиковым детектором 13, аналого-цифровым преобразователем 14 и микроЭВМ 15, один из выходов которой соединен с коммута" тором 7, при этом выходы генератора i НЧ и генератора 8 ВЧ и входы первого усилителя 3 и второго усилителя

12 через коммутатор 7 соединены с ультразвуковым преобразователем 2, Последний 2 устанавливается на поверхности контролируемого изделия 16.

Способ реализуется следующим образомом-.

С микрбЭВМ 15 поступает команда на коммутатор 7 для излучения ультразвукового импульса генератором 1 НЧ, который через коммутатор 7 возбуждает на низкой частоте ультразвуковой преобразователь 2, установленный на поверхности контролируемого изделия 16. Импульс ультразвуковых .колебаний, излучаемый ультразвуковым преобразователем 2, распро"траняется в материале контролируемого изделия

16, отражается от противоположной поверхности контролируемого изделия и,. воздействуя на ультразвуковой пре- 3» образователь 2, отдает ему часть энергии.

Принятые ультразвуковым преобразователем 2 ультразвуковые импульсы через коммутатор 7 поступают на вход

1О первого усилителя 3, где усиливаются и через пороговый элемент 4, который срабатывает по первому отраженному от .дна контролируемого изделия 16

45 импульсу, поступают на формирователь

5 временного интервала, выдающий импульс, по длительности равный временному интервалу между моментом излучения и приема первого отраженного

Я ультразвукового импульса. Импульс с выхода форьжрователя 5 временного .интервала поступает на преобразова-.. тель 6 длительности в цифровой код, откуда цифровая информация поступает в микроЭВМ 15.

Затем генератор 8 ВЧ через коммутатор 7 возбуждает на высокой частоте ультразвуковой преобразователь 2. Импульс ультразвуковых колебаний, излучаемый ультразвуковым преобразователем 2, распространяется в материале контролируемого изделия 16, много-г кратнЬ отражается от неоднородностей материала контролируемого безделия 16 и в виде рассеянного обратнЬго отражения воздействует на ультразвуковой преобразователь 2, отдавая ему часть энергии.

Принятые ультразвуковым преобразое вателем 2 импульсы через коммутатор

7 поступают на вход второго усилителя 12, усиливаются и поступают далее на один из входов линейного коммутатора 11, на разрешающий вход которого поступает импульс, сформированный ждущим мультивибратором 10 и соответствующий по длительности диапазону контролируемых толщип. Длительность импульса мультивибратора 9 определяет величину мертвой зоны" устройства. Линейный коммутатор 11 выдает импульсы, амплитуда которых пропорциональна амплитуде сигналов рассеянного обратного отражения. Импульсы с выхода линейного коммутатора 11 поступают на вход пикового детектора 13, KQTopblfi преобразует амплитуду этих импульсов в постоянное напряжение. Эта величина поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 14, где преобразуется в цифровую информацию. Цифровая информация поступает на один из входов микроЭВМ 15, где происходит компенсация погрешности измерения толщины, обусловленная неоднородностью материала контролируемого изделия 16, в соответствии с хранящимися в памяти эталонными значениями.

Таким образом, при реализации способа точность контроля толщины стенок изделия повышается за счет учета дополнительно измеренной амплитуды рассеянного обратного отражения от границ неоднородностей материала, которая несет в себе информацию о структуре материала изделия и соответственно о скорости распространения ультразвуковых колебаний в нем.

Формула и з о б р е т е н и я

Ультразвуковой способ контроля толщины изделий, заключающийся в возбуждении в изделии ультразвуковых колебаний,, приеме прошедших через

5 1 него колебаний и измерении времени их распространения, по которому судят о толщине изделия, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, длину волны возбуждаемых ультразвуковых колебаний выбирают превышающей размеры неоднородностей материала изделия, в изделии дополнительно возбуждают

569534 б ультразвуковые колебания длиной волны, соизмеримой с размерамн неоднородностей материала изделия, принимают сигналы рассеянного обратного отражения этих колебаний от границ неоднородностей материала и измеряют амплитуду этих сигналов, которую учитывают при определении толщины изделия.

15б9534

Составитель В.Кольцов

Техред м„Коданич Корректор О.Кравцова

Редактор И.Горная

Заказ 1435 Тираж 480 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101