Устройство для ультразвукового контроля движущегося листового материала

 

О П И С- А Н И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) вв34 888

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕЛЛЬОВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24.О7.75 (21) 2158935/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,11,76, бюллетень №41 (45) Дата опубликования описания 20.0l.77 (51) M. K;;,"б 01 М 29/04/

/l(01 Н 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620,179,16+

+ 5 34,6 (088.8) (72) Авторы изобретения

P.-И. Ю. Кажис и К.-В. Ю. Бернатонис (7l) 3> Те< Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

ДВИЖУШЕГОСЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА

Йзобретепие относится к нераэрушаюше-

,му контролю иэделий и может быть испол !

:зоваио для контроля качества и определе ния механических свойств листовых матери-! алов, в частности бумаги, картона, обувнс го картона и других материалов, Известно устройство для ультразвуково-, го контроля движушихся изделий, в котором .излучатель и приемник ультразвуковых колебаний установлены во вращаюшемся ро- 19 лике, заполненном жидкой смазкой (1)., Такое устройство невозможно использо-. вать при больших скоростях движения изделия.

Йзвестно также устройство для контроля тв механических свойств бумажного полотна, согласно которому измерение скорости pact пространения ультразвука и его затухание, в бумажном полотне производится лишь в

,тот момент, когда концы концентраторов иэ-20 лучателя и приемников будут контактировать с бумажным полотном (2), Постоянство акустических контактов преобразователей с бумагой достигается как малой величиной контактируюшей плошади концентратора, так X и постоянной величиной натяга бумажного полотна на бумагоделательной машине.

Недостатком этого устройства являются низкая точность контроля механических свойств иэделия, трудности, воэникаюшие при измерении скорости ультразвука в движушемся с большой скоростью материала, например в бумажном полотне, в производственных условиях. В данном случае акус тический контакт не будет постоянным и в месте контакта концентратора с бумагой будет деформироваться материал.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретению является устройство для ультразвукового контроля движушегося листового материала, содержашее генератор зондируюших импулььсов, подключенный к нему ультразвуковой излучатель, установленный во врашаю цемся диске, контактируюгцем с иэделием, и приемник распространяюшихся в иэделии капебаний, установленный на расстоянии от излучателя (3), Это устройсгво не обеспечивает воэмож ностии контроля механических свойств иэдс пия направлении, перпендикулярном напраапеиию движения изделия, С целью определения механических свойств безделия в направлении, перпендикулярном направлению движения иэделия, б предложенное устройство снабжено блоком измерения временных интервалов, один вход: которого соединен с генератором зондирующих импульсов, а второй вход - с npul емником, подключенным к его выходу функ,циональным преобразователем, соприкасающимся с иэделием опорным роликом, ось которого параллельна оси вращения диска, приемник выполнен бесконтактным и установлен напротив ролика со стороны, проти15 воположной стороне расположения изделия„

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фиг, 2,типовой график зависимости амплитуды уль-, 2D тразвуковых, возбужденных вращающимся из-1 пучателем в полотне и обратно изпученных лентой в окружающую,среду в поперечном направлении листа от излучателя до опорного ролика (а), и уровень внешних акустических шумов (б), Устройство, содержит излучатель 1 ультразвуковых волн ЛЭМБА, вмонтированный в диск 2, который находится в непосредственном акустическом контакте с листовым ЗО материалом 3. На определенном расстоянии от излучателя установпен опорный ролик

4, над которым создана зона изгиба полотна. Прямая между точками соприкосновения с листовым материалом опорного ролика и у диска составляет с направлением движения материала прямой угол.-В зоне изгиба по-, лотна на некотором расстоянии от материа ла помещен приемник 5 ультразвуковых колебаний, Схема измерения скорости со- 40 держит генератор 6 зондирующих импульсов

1 выход которого подключен к запускающему входу блока 7 измерения интервалов времени, Выход приемника подключен к входу бло-, ка измерения интервалов времени, выход ко1Ь торого, в свою очередь, подключен ко входу функциональиого преобразователя 8.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени генератор 6 зондирующих импульсов возбуждает иапучатель 1 и в то же время запускает блок 7 измерения интервалов времеи(. Во время . подачи электрического импульса, излучатель (пьезопреобр (.(ова гель) излучает в л(атериoh, например в бумагу, ультразвуко(«(.(е импульсы с частотой заполнения 50 кГц. При движении бумажной леf(lbl диск врал(естся и относите:и llo бумажной лепты пе движется,, Ну(и этом обес("(l(D«(cтся и((дс жпий ак«"стичес «и» кои«а "(. р («е«(«(((«е и злу«(оп«(я и (((6 (клк(чается механический износ излучателя. Возбужденные ультразвуковые изгибные колебания распространяются по листовому материалу и частично излучаются в окружающую среду.,В плоской части листа амплитуда излучаемых колебаний относительно мала (см, фиг, 2), но на расстоянии 1,(от излучателя в зоне изгиба бумажной ленты, находящейся у опорного ролика, амплитуда излучаемых в окружающую среду колебаний ,(значительно возрастает.

Это объясняе-.ся тем, что в зоне изгиба, (материала получается скачок натяжения, а поскольку скорость УЗ волн зависит от на тяжения листа (см, аналогичный случай для мембраны), скорость УЗ в зоне изгиба лио» . та меняется скачкообразно,(Поэтому в зоне .« изгиба скачком меняется акустическое сопротивление листа, что вызывает частичное o+ ражение акустической волны от зоны изгиба. Иэ-за этого увеличивается нормальная составляющая копебательного смешения лиота и следовательно повышается амплитуда излучаемого в окружающую среду сигнала

Излученные лентой УЗ колебания в зоне .,изгиба принимают с помощью бесконтактно( го конденсаторного микрофона. Принятые приемником 5 УЗ колебания, например микрофоном, подают на вход блока 7 измерения интервалов времени.,Так как блок 7 запускается от генератора зондирующих импульсов, то на выходе блока измерения интервалов времени получается импульс длительностью (", которая равна времени прохождения УЗ колебаний по бумажной ленте в поперечном направлении с расстояни- ел.Е.

Временной интервал Г с блока измерения интервалов времени подается на функциональнь(й преобразователь, который в ооновном выполняет две функции, интервал" преобразует в функцию /Г и эту функцию умножает на величину расстояния 6 °

Исходный результат (t =- — (м/с) приво0

T дится на табло функционального излучателя в цифровой форме, Прн измерении скорости распространения УЗ колебаний на различных расстояниях это учитывается калибровкой функционального умножителя.

В зоне опорного ролика значительно (примерио в 10 раз) увеличивается амплитуда пршить(х ультразвуковых колеба(щй и тем самым улучшается отношение Ц IJ м

Uc — амплитуда принятых ультразвуковых колебаний, U ампю(итуда внешне- го уровня шума (см, фиг.,2). Поэтому при применении оцориого ролика можно уве(и пить ба «у измерения и теM самим значиГельио лов(((п«(ется точность и надежность Tиг. 7 х /ии1

ЦНИИ1 1И Заказ 55 5О/226 Тираж 1029

110пписное

Филиал ПП11 Г1атепт", г. Ужгород, ул..Проектная, 4 измерения поперечной скорости распространения ультразвуковых колебаний в листовом материаие.

Ф ор мул а изобретения

Устройство для ультразвукового контроля движущегося листового материала, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенный к нему ультразвуковой .излучатель, установленный во вращающемся диске, контактирующем с изделием, и приемник распространяющихся в иэделии ко,лебаний, установленный на расстоянии от излучателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,: что, с целью определения механических свойств изделия в направлении, перпендику-! лярном направлению движения изделия, оно

6 снабжено блоком измерения временных ийтервалов, один вход которого соединен с генератором зондирующих импульсов, а второй вход - с приемником, подключенным к его

5 выходу функциональным преобразователем, соприкасающимся с изделием опорным роликом, ось которого параллельна оси вращения диска, приемник выполнен бесконтактным и установлен напротив ролика со стороны, проlO тивоположной стороне расположения иэделия

Источники информации, принятые во вня. мание при экспертизе:

1.„Патент Англии И 1294404, кл.

Н4Д, 1972 г, 2. Авт.св, % 323733, кл. G 01 И 33/ 4, 1972 г, 3. Авт.св.„№ 419783, клр,бг 01 К 29/04, 1974 г.„