Устройство для измерения высоты детали



Устройство для измерения высоты детали
Устройство для измерения высоты детали
Устройство для измерения высоты детали
Устройство для измерения высоты детали

 


Владельцы патента RU 2485441:

краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Алтайский государственный колледж" (КГБОУ СПО "Алтайский государственный колледж") (RU)
Сапронов Владимир Иванович (RU)
Тишин Владимир Владимирович (RU)

Использование: изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа, на поверхности которых нанесены различные покрытия. Сущность: устройство для измерения высоты детали включает основание, штангу со смонтированной на ней рамкой с державкой, снабженной пьезоэлектрическим преобразователем, с зондом и средства для визуального отражения измерения, при этом пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде полого корпуса, в котором упруго смонтирован и поджат к тыльной внутренней стороне корпуса при помощи пружины пьезоэлектрический элемент, при этом пьезоэлектрический элемент снабжен двумя плоскими электродами-контактами, соединенными с подающим питание ЛАТРом, один - неподвижный - электрод-контакт смонтирован между пьезоэлектрическим элементом и тыльной внутренней стороной корпуса, а второй - подвижный - смонтирован между пьезоэлектрическим элементом и зондом, при этом устройство снабжено индикатором контакта зонда с измеряемой деталью, электрически связанными с источником питания. Технический результат: повышение точности измерения высоты (толщины) детали и величины ее износа. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа.

Известен ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, пьезоэлектрический преобразователь, усилитель, нормализатор, временной селектор, измеритель временных интервалов, см. патент РФ №2163232. Толщиномер снабжен устройством управления и вычисления, генератором опорной частоты, схемой задержки, цифроаналоговым преобразователем и индикатором. Первый вход нормализатора подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход - к первому входу временного селектора, второй вход которого соединен с выходом схемы задержки, а выход соединен с первым входом измерителя временных интервалов. Выход измерителя временных интервалов подключен ко входу устройства управления и вычисления. Выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом измерителя временных интервалов и с первым входом схемы задержки. Первый выход устройства управления и вычисления соединен со входом генератора зондирующих импульсов и с третьим входом измерителя временных интервалов, второй выход - со вторым входом схемы задержки, третий выход - со входом цифроналогового преобразователя, четвертый выход - со входом индикатора.

К недостаткам известного толщиномера можно отнести сложность конструкции.

Известен ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер, см. патент РФ №2034236, G01B 17/02, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, пьезоэлектрический преобразователь, усилитель, временной селектор полезных сигналов, нормализатор амплитуд и измеритель временных интервалов, а второй вход временного селектора связан с выходом синхронизатора, при этом толщиномер снабжен временным селектором начального полезного импульса и подключенным к нему измерителем амплитуды, первый вход временного селектора начального полезного импульса соединен с выходом синхронизатора, а второй вход с выходом усилителя или с выходом временного селектора полезных сигналов.

В известном толщиномере используются раздельно-совмещенные преобразователи для измерения эхометодом малых толщин изделий.

К недостаткам известного устройства можно отнести зависимость показаний от качества акустического контакта, сложность конструкции устройства. Измеряемый временной интервал зависит от амплитуды донного сигнала. Амплитуда донного сигнала изменяется в зависимости от толщины измеряемого изделия вследствие расхождения и затухания упругих волн, поэтому коэффициент усиления усилителя изменяют таким образом, чтобы скомпенсировать изменение амплитуды. Кроме этого, амплитуда принимаемого сигнала зависит от качества акустического контакта, который обусловлен шероховатостью поверхности измеряемого изделия, иммерсионным слоем и усилием прижима датчика к поверхности. К тому же при работе на шероховатой поверхности сигнал от поверхности может превысить уровень фиксации и сбить показания прибора.

Известен пьезоэлектрический преобразователь в пьезоэлектрических динамометрах, не требующих наличия упругих элементов в конструкции устройств, см. Учебник для профессионального образования, С.А.Зайцев и др., М., Издательский центр «Академия», ПрофОбрИздат, 2002 г., стр.140-141. Пьезоэлектрический преобразователь включает в себя кварцевые пластины с металлизированными обкладками, зажатый по периметру между обоймами и резонатор. При приложении усилия вдоль блока изменяется толщина пластины, что приводит к ее резонансной частоте. Для измерения знакопеременных сил применяют предварительное напряжение пьезопластин до величин, составляющих 50% от измеряемого номинального усилия. Измеряемое усилие воспринимается непосредственно пьезоэлектрическим элементом, выполненным в виде пластин.

Известно, что в условиях обратного пьезоэффекта в результате действия электрического поля на пьезоэлемент возникают силы, линейные по полю, которые меняют свои направления на противоположные при изменении знака электрического поля, см. стр.156-157, Учебник физики, Сивухин Д.В. В этой связи уместно выразить продольный обратный пьезоэффект как δh=d11·h·Ex=d11·ϕ,

поперечный соответственно

δl=-d11· l·Ex=-(l/h)·d11,

где h - толщина пьезоэлектрической пластины,

l - длина пьезоэлектрической пластины,

ϕ - разность потенциалов,

d11 - пьезоэлектрический модуль,

Ех - напряженность электрического поля.

В результате применяемая в качестве пьезоэлектрического элемента пластина изменяет размер δh на противоположное значение, происходит деформация уменьшения или деформация увеличения h. Это явление и взято автором за основу осуществления измерений.

Известно устройство для измерения высоты (толщины) деталей штангенрейсмас, состоящее из основания, устанавливаемого на ровную поверхность с закрепленной на нем штангой-линейкой со шкалой деления и рамкой с нониусом, имеющей возможность перемещаться по поверхности штанги по вертикали, см. учебник профессионального образования авторов С.А.Зайцева, Д.Д.Грибанова и др. «Контрольно-измерительные приборы и инструменты», Москва, Академия, 2002 год, стр.65 - прототип. На державке закреплен рабочий орган (зонд) контактирующий с измеряемой деталью. В качестве нониусной шкалы в некоторых типах штангенрейсмасов предусматривается установка индикатора часового типа с ценой деления 0,05 и 0,01 мм.

К недостаткам известного устройства можно отнести низкую точность измерений.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего высокоточные замеры высоты (толщины) детали или величины ее износа.

Поставленная предлагаемым изобретением задача достигается сочетанием использования известных признаков, таких как наличие основания, штанги со смонтированной на ней рамкой с державкой и зондом и средства для визуального наблюдения результата измерения, и новых признаков, заключающихся в том, что державка снабжена датчиком, выполненным в виде полого корпуса, на внутренней тыльной стороне которого жестко закреплен электрод-контакт, связанный с пьезоэлектрическим элементом, который через подвижный электрод-контакт, смонтированный на обратной стороне пьезоэлектрического элемента, упруго поджат зондом при помощи пружины, электроды-контакты соединены через ЛАТР и диод с источником питания, при этом устройство снабжено индикатором контакта зонда с измеряемой деталью.

Между неподвижным электродом-контактом и корпусом установлена диэлектрическая проставка.

Корпус державки выполнен из неэлектропроводного материала.

Новизной предлагаемого устройства является наличие в устройстве датчика, смонтированного на державке и выполненного в виде полого корпуса, на внутренней тыльной стороне которого жестко закреплен электрод-контакт, связанный с пьезоэлектрическим элементом, который через подвижный электрод-контакт, смонтированный на обратной стороне пьезоэлектрического элемента, упруго поджат зондом при помощи пружины, электроды-контакты соединены через ЛАТР и диод с источником питания, при этом устройство снабжено индикатором контакта зонда с измеряемой деталью.

Так, наличие пьезоэлектрического элемента с неподвижным и подвижным электродами-контактами позволяет при подаче питания осуществлять замер различных по толщине или высоте деталей, включая износ их поверхности, или отклонений от требуемых размеров деталей при их изготовлении. При этом плавная подача питания к электродам-контактам пьезоэлектрического элемента при помощи ЛАТРа позволяет фиксировать измеряемые размеры детали в пределах от -22 мкм до +22 мкм. Значения линейного перемещения подвижного электрода-контакта с подпружиненным зондом определяются величиной подаваемого напряжения на пьезоэлектрический элемент в рамках обратного пьезоэффекта.

Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям признаки предлагаемого устройства являются новыми, имеют изобретательский уровень, промышленную применимость и направлены на достижение поставленной изобретением задачи.

На фиг.1 схематично представлено предлагаемое устройство.

На фиг.2 показана электрическая схема подачи питания к электродам-контактам пьезоэлектрического элемента.

На фиг.3 представлена электрическая схема включения сигнальной лампы индикатора.

На фиг.4 представлен в увеличенном масштабе пьезоэлектрический элемент, размещенный между электродами-контактами, зондом и корпусом датчика.

Предлагаемое устройство состоит из разметочной плиты 1, на которой установлена штанга 2 с закрепленной на ней рамкой 3 с устройством регулирования величины перемещения рамки, выполненным в виде фиксирующего механизма 4, закрепляемого на штанге 2 и регулирующего перемещение винта 5. На державке 6 закреплен пьезоэлектрический преобразователь 7, выполненный в виде полого корпуса, в котором между неподвижным 8 и подвижным 9 электродами-контактами смонтирован пьезоэлектрический элемент 10. Между зондом 11 и подвижным контактом 9 установлена диэлектрическая вставка 12 или диэлектрический колпачок 13. Зонд 11 поджат пружиной 14 к подвижному электроду-контакту 9 и постоянно с ним контактирует. Измеряемая деталь 15 устанавливается на калиброванную плиту 16, к которой, как и к зонду 11, подведено питание для включения сигнальной лампы 17 индикатора 18. Измеритель 19 значений высоты детали или ее износа выполнен в виде дополнительной шкалы в мкм, на шкале оттарированного вольтметра, отражающей максимальное изменение толщины пьезоэлектрического элемента. В схеме включения сигнальной лампы 17 имеется автономный источник питания 20 и выключатель 23, при этом сигнальная лампа 17 может быть подключена через трансформатор (на чертеже не показан) к источнику питания электродов-контактов 8 и 9. При осуществлении замеров используют калибр. Подачу питания к пьезоэлектрическому элементу 10 осуществляют при помощи ЛАТРа 22. Схема подачи питания к электродам-контактам 8 и 9 состоит из переключателя S2, подающего напряжение на ЛАТР 22, который в свою очередь подает питание через выбранный диод 21 пьезоэлектрическому элементу 10. Подаваемое напряжение отслеживается по шкале вольтметра измерителя 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На разметочную плиту 1 устанавливается калиброванная плита 16 с электрически изолированными опорными поверхностями. Затем на плиту 1 устанавливается штанга 2 с рамкой 3 и державкой 6 и пьезоэлектрическим преобразователем 7. Рамка 3 с державкой 6 и преобразователем 7 поднимаются вверх и фиксируются винтом механизма фиксации 4. На калиброванную плиту 16 ставится калибр с номинальным значением размера для подготовки устройства к работе. Затем рамка 3 перемещается по штанге 2 вниз до просвета в 1-5 мм между зондом 11 и поверхностью калибра. Положение рамки 3 на штанге фиксируется винтом механизма фиксации 4. Дальнейшее перемещение рамки 3 и державки 6 с пьезоэлектрическим преобразователем 7 производится винтом 5 с малым шагом резьбы. Перемещение рамки 3 с зондом 11 при помощи винта 5 вниз производится до соприкосновения зонда 11 с поверхностью калибра. О соприкосновении зонда 11 с калибром сигнализирует сигнальная лампа 17. Для извлечения калибра и установки измеряемой детали на калиброванную плиту 16 осуществляется подъем зонда 11 на высоту, превышающую высоту измеряемой детали путем подачи питания, например, в 110 В при помощи переключателя S1, при котором происходит сжатие пьезоэлектрического элемента 10, который принимает минимальное значение по толщине и позволяет пружине 14 поднять зонд 11. Производим удаление калибра и осуществляем установку на его место измеряемой детали 15. ЛАТР 22 переводится в положение на «0» по шкале вольтметра измерителя 19. Далее установкой переключателя S1 в среднее положение схему приводим в положение выключено. Одновременно происходит снятие с пьезоэлектрического элемента 10 накопленного заряда.

Для осуществления операции замера степени изменения номинального размера Ан (высоты или величины износа детали) производится включение переключателя S2 и включение переключателя S1 в позицию для увеличения толщины пьезоэлектрического элемента 10. Затем перемещением ползуна ЛАТРа 22 постепенно повышаем напряжение, подаваемое на контакты-электроды 8 и 9 пьезоэлектрического элемента 10. При этом значение вольтметра измерителя 19 повышается от «0» до значения, при котором происходит медленное увеличение толщины пьезоэлектрической пластины и перемещение подвижного электрода-контакта 9 и связанного с ним зонда 11 до момента включения сигнальной лампы 17. Результатом соприкосновения зонда 11 с деталью 15 является загорание сигнальной лампы 17. При этом перемещение ползуна ЛАТРа 22 прекращается, а на тарированной шкале измерителя в мкм видим отклонение размера от номинального Ан, возникшее вследствие износа детали. При этом высота детали будет определяться разностью исходного размера и величиной износа поверхности детали.

В настоящее время автором изготовлен опытный образец устройства, произведены замеры высоты и величины износа различных деталей. Предлагаемое устройство может найти применение в мастерских и лабораториях, на производстве, где необходимо измерить высоту или величину износа детали или отклонения от ее размеров после ее изготовления. Испытания устройства показали положительные результаты.

1. Устройство для измерения высоты детали, включающее основание, штангу со смонтированной на ней рамкой с державкой и зондом и средства для визуального отражения измерения, отличающееся тем, что державка снабжена пьезоэлектрическим преобразователем, выполненным в виде полого корпуса, на внутренней тыльной стороне которого жестко закреплен электрод-контакт, связанный с пьезоэлектрическим элементом, который через подвижный электрод-контакт, смонтированный на обратной стороне пьезоэлектрического элемента, упруго поджат при помощи пружины и связан с зондом, электроды-контакты соединены через ЛАТР и диод с источником питания, при этом устройство снабжено электрическим индикатором контакта зонда с измеряемой деталью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между корпусом пьезоэлектрического преобразователя и неподвижным жестко смонтированным электродом-контактом выполнена диэлектрическая проставка.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус пьезоэлектрического преобразователя выполнен из диэлектрического материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения параметров вибраций в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для дистанционного контроля перемещения объекта измерения. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля угловых многооборотных не реверсивных перемещений объекта. .

Изобретение относится к технике акустических нашлемных систем позиционирования и может быть применено в устройствах, где используются данные о трех координатах положения и трех углах ориентации головы оператора, преимущественно в нашлемных системах целеуказания и индикации летательных аппаратов, в системе управления прожектором вертолета, в авиа- и автотренажерах, в системах виртуальной реальности.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины и плотности отложений в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения толщины отложений на внутренних поверхностях трубопроводов. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, людей, попавших под завал, при условии наличия электронного часового устройства.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и неразрушающего контроля, а именно к методам измерения толщины, определения текстурной анизотропии и напряженно-деформированного состояния конструкций и проката из черных и цветных металлов и сплавов в широком диапазоне толщин при одностороннем доступе, дефектоскопии и структуроскопии различных материалов и изделий, и предназначено для применения в металлургии, машиностроении, в авиастроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области ультразвукового контроля и может быть использовано для измерения шероховатости поверхности трубы. .

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано при построении элементов измерительных устройств и систем автоматического управления.

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для дистанционных акустических измерений морфометрических характеристик плавучих льдов из-под воды. Сущность: в способе используют свойства гидролокационного интерферометра, реализованного в виде интерферометрического гидролокатора бокового обзора, измеряют в широкой полосе обзора высоты zi точек нижней поверхности льда относительно горизонтальной плоскости, проходящей через среднюю точку базы интерферометра, а также горизонтальные дальности Li от средней точки базы интерферометра до этих точек нижней поверхности льда, с последующими вычислениями толщины льда Нi, по значениям его осадки di с помощью уравнения линейной регрессии вида Hi (см) = adi (см) + b (см), позволяющего учитывать сезонные изменения плотности плавучего льда и высоты снежного покрова на нем, что существенно повышает точность измерения толщины льда по сравнению с прототипом. При этом высота льда ei может быть вычислена по формуле ei=(Hi-di). Ширина полосы обзора Li не всторошенного льда, в которой возможно измерение осадки, толщины и высоты льда предлагаемым способом, составляет Li=(4-5)h0. Технический результат: определение морфометрических характеристик плавучего ледяного покрова по площади поверхности льда с высокой точностью, обусловленной исключением ошибок в оценке толщины льда, возникающих вследствие сезонных изменений плотности плавучего льда и высоты снежного покрова на нем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в навигационных приборах обнаружения льда и измерения его характеристик. Сущность: в способе автоматического измерения толщины льда с подводного носителя измеряют глубину погружения Н носителя, формируют и излучают низкочастотный сигнал длительностью Т<2Н/С, где Н - глубина погружения носителя, С - скорость звука, и частотой не выше F<1000 Гц, формируют и излучают высокочастотный сигнал с частотой F<1200 Гц/d(м), где d толщина молодого льда в метрах, длительностью М=10/f, причем высокочастотный сигнал излучается в точках, соответствующих равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала, раздельно принимают сигналы, измеряют время равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала ti, где i - порядковый номер измерения, измеряют время прихода переднего фронта высокочастотного сигнала Qi и при совпадении порядковых номеров измерений вычисляют разности времен Qi-ti, определяют фазы задержки низкочастотного сигнала по формуле θ=(Qi-ti)180°/M. Определяют толщины льда по формуле hi=θ/η, где η уточняется по результатам экспериментальных оценок (ориентировочно η=500), а окончательную оценку толщины льда определяют как среднее всех измерений толщины льда на длительности низкочастотной посылки. Технический результат: повышение точности и обеспечение автоматического измерения толщины молодого льда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области диагностики линейной части трубопроводных систем и может быть использовано для диагностики технического состояния внутренней стенки магистральных трубопроводов. Размещают на внешней поверхности трубопровода возбуждающие и измерительную катушки, генерируют гармонический испытательный сигнал и передают его в возбуждающие катушки, усиливают напряжение, наводимое в измерительной катушке, и определяют по комплексной амплитуде толщину стенки трубопровода. Периодически осуществляют измерение толщины стенки трубопровода, полученные значения сравнивают с ранее накопленными и полученными в результате моделирования. В результате регрессионной обработки осуществляют прогнозирование времени истончения трубопровода до предельного значения и осуществляют контроль изменений условий наблюдения и корректировку измеренных параметров. Устройство содержит возбуждающий генератор, блок измерительных преобразователей, включающий возбуждающие и измерительную катушки, и усилитель. Устройство снабжено полосовым фильтром, цифровым датчиком температуры, расположенным в непосредственной близости от любой из катушек возбуждения на поверхности трубопровода, цифровым вычислителем, состоящим из центрального процессора, оперативного и постоянного запоминающих устройств, аналого-цифрового преобразователя и порта ввода-вывода. Техническим результатом является повышение безопасности эксплуатации магистрального трубопровода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для измерения толщины отложения материала на внутренней стенке конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что a) нагревают участок конструкции; b) детектируют колебания на нагретом участке; c) детектируют колебания на ненагретом участке конструкции; d) определяют резонансную частоту или частоты конструкции на основании колебаний, детектированных на этапе c); и e) определяют толщину отложения материала на внутренней стенке конструкции на упомянутом ненагретом участке с использованием определенной резонансной частоты или частот, на этом этапе используют колебания, детектированные на этапе b), в качестве калибровочных данных. Технический результат - повышение достоверности определения толщины отложения материала на внутренней стенке конструкции. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для определения объема шлама и подшламовых структур в резервуарах с сырой нефтью. Техническим результатом изобретения является повышение точности устройства. Изобретение реализуется следующим образом. Способ определения объема шламовых отложений в резервуарах с сырой нефтью включает следующие этапы: излучение под начальным углом вертикального сканирования в сырую нефть импульсного тонального сигнала; прием отраженных тональных эхо-сигналов горизонтальной акустической антенной; формирование временной последовательности тональных эхо-сигналов; детектирование временной последовательности и запоминание результата детектирования; излучение под очередным углом вертикального сканирования в сырую нефть импульсного тонального сигнала; прием отраженных тональных эхо-сигналов горизонтальной акустической антенной; формирование временной последовательности тональных эхо-сигналов; детектирование временной последовательности и запоминание результата детектирования; излучение под начальным углом вертикального сканирования в сырую нефть сложного импульсного сигнала; прием отраженных сложных эхо-сигналов горизонтальной акустической антенной; формирование временной последовательности сложных эхо-сигналов; вычисление корреляции временной последовательности сложных эхо-сигналов и сложного акустического сигнала и запоминание результата; излучение под очередным углом вертикального сканирования в сырую нефть сложного импульсного сигнала; прием отраженных сложных эхо-сигналов горизонтальной акустической антенной; формирование временной последовательности сложных эхо-сигналов; вычисление корреляции временной последовательности сложных эхо-сигналов и сложного акустического сигнала и запоминание результата корреляции; определение времени сигналов из результатов корреляции, которые более заданной величины; удаление сигналов из результатов детектирования, которые соответствуют определенным временам сигналов из результатов корреляции, которые более заданной величины; вычисление координат шламовых отложений для оставшихся сигналов; вычисление объема шламовых отложений. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: для определения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение ультразвуковым дефектоскопом толщины стенки трубы и вычисление высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза, при этом ультразвуковым дефектоскопом измеряют толщину воротника трубы и толщину стенки патрубка, устанавливают диапазон развертки по образцу, устанавливают пьезоэлектрический преобразователь на контролируемый патрубок вантуза в максимально возможной близости от воротника трубы, перемещают пьезоэлектрический преобразователь по окружности вдоль образующей патрубка вантуза с определением максимального значения координаты от точки выхода ультразвукового луча до края патрубка вантуза. Технический результат: обеспечение измерения высоты внутренней выступающей части патрубка вантуза нефтепровода с малой погрешностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля толщины изделий с помощью ультразвука. Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов состоит в том, что с помощью ультразвукового преобразователя излучают ультразвуковые импульсы, регистрируют момент излучения зондирующего импульса в изделие, регистрируют на уровне выше паразитных шумов преобразователя момент выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса, определяют временной интервал между этими моментами, а затем вычисляют толщину исходя из этого временного интервала и известной скорости звука в материале изделия, при этом с момента регистрации выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса на уровне выше паразитных шумов преобразователя с задержкой на время, равное 0,25…0,5 периода колебаний резонансной частоты преобразователя, регистрируют момент выхода из изделия переднего фронта первого отраженного эхо-импульса на уровне выше паразитных шумов усилителя, но ниже паразитных шумов преобразователя, определяют временной интервал между моментом излучения зондирующего импульса в изделие и данным моментом и этот временной интервал используют для расчета толщины изделия. Технический результат - повышение точности измерений толщины изделий и повышение стабильности точностных характеристик аппаратуры. 2 ил.

Заявленное изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля промышленных объектов и используется для контроля за динамикой изменения минимального значения толщины стенки тонкостенных и листовых изделий, а также других изделий, в которых могут распространяться волны Лэмба, например трубопроводов, резервуаров, сосудов, цистерн. Заявленное решение включает способ контроля за динамикой изменения толщины стенки контролируемого объекта, включающий размещение на его поверхности на известном расстоянии друг от друга, по крайней мере, одного акустического преобразователя для излучения волн Лэмба и, по крайней мере, одного преобразователя для их приема, излучение в заданный момент времени импульсного сигнала, расчет зависимости спектральной плотности мощности принятого сигнала от времени, выбор волны Лэмба и частоты, определение разности между временем приема выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба и временем излучения сигнала, определение значения групповой скорости выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба по известному значению расстояния между преобразователями и значению разности между временем приема выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба и временем излучения сигнала, определение значения толщины стенки по полученному значению групповой скорости, выбранному значению частоты и эталонной зависимости групповой скорости выбранной волны Лэмба от произведения толщины стенки и частоты, при этом устанавливают минимальную величину толщины стенки по полученным среднеарифметической величине толщины стенки и дисперсии значений толщины стенки объекта, причем среднеарифметическое значение толщины стенки определяют с выбором симметричной волны Лэмба нулевого порядка и, по крайней мере, одной частоты, на которой эталонная зависимость обратной величины групповой скорости симметричной волны Лэмба нулевого порядка от произведения толщины стенки и частоты близка к линейной, а дисперсию значений толщины стенки определяют с выбором антисимметричной волны Лэмба нулевого порядка и частоты, на которой эталонная зависимость обратной величины групповой скорости антисимметричной волны Лэмба нулевого порядка от произведения толщины стенки и частоты существенно нелинейна. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного решения, заключается в снижении трудоемкости, упрощении и ускорении контроля толщины стенки больших по площади объектов, устранении необходимости получения физического доступа ко всей поверхности объекта, подлежащей контролю толщины, обеспечении возможности контроля толщины при наличии вариаций значений толщины, к примеру при наличии на объекте очаговой коррозии, обеспечении возможности определения среднеарифметического и минимального значений толщины на участке между двумя акустическими преобразователями, установленными на объекте в произвольных точках, без проведения предварительного измерения толщины в тех же точках. 6 ил.

Изобретение относится к области измерения и регистрации гололедных отложений на длинномерных конструкциях типа морских буровых установок, линий электропередач и т.п. Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства, обеспечивающих непрерывный, через точно определенные промежутки времени, мониторинг характеристик гололедных отложений, позволяющий определить их толщину и плотность. Способ основан на том, что резонансные частоты отдельных элементов конструкции изменяются, если на них появились гололедные отложения. Изменения частоты отдельных резонансных гармоник пропорциональны присоединенной массе льда. Помимо изменения частоты резонансных гармоник гололедные отложения увеличивают декремент затухания звуковых колебаний элементов конструкции, поскольку гололедные отложения представляют собой поглощающую среду для звуковых колебаний. Система для измерения толщины и плотности гололедных отложений содержит устройство возбуждения в конструкции волны звукового диапазона частот и приемное устройство, также усилители принятых сигналов, аналого-цифровой преобразователь и анализатор спектра, подключенные к компьютеру, при этом устройство возбуждения закреплено на конструкции и включает в себя выполненные с возможностью автономной работы генератор шума с подключенным к нему пьезокерамическим вибратором, настроенным на среднюю резонансную частоту амплитудно-частотной характеристики конструкции, а приемные устройства, также закрепленные на конструкции, выполнены в виде датчиков вибрации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх