Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистически}а

Реепублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2106.73 (2I) 1935068/28 с присоединением заявки лв(23) Приоритет—

2 (5!) М. Кл.

601 В 17/02

ГвврврвтввваИ ввватвт

Свввта Мваввтрвв CNP вв двввв вавврвтвввв в втарцтвв (43) ОпубликованоОЬ0677. 6}оллетень,}}}}т 21 (53) УДК620.179.16 (088. 81 (45) Дата опубликования описания 22.1077 (72) Авторы изобретения В. М. Лантух, Н.П. Сипаков и A.A. Кузьмин

Pl) Заявитель (5 4 } УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭХО-ИИПУЛЬС НЫИ ТОЛЩИНОМЕР

Изобретение относится к устройствам для замера толщины иэделий ультразвуковым эхо-импульсным методом контроля и может найти широкое применение в промышленности. 5

Известно ультразвуковое устройство для измерения толщины иэделий, содержащее генератор радиочастотных импульсов, подключенный к входу ждущего мультивибратора и к пьезодатчику, подклю- lp ченные к нему и последовательно связанные между собой усилитель, детектор, Видеоусилитель, нормализатор амплитуды, каскад антисовпадений, измеритель" ный блок, интегратор и гальванометр, а выходы ждущего мультивибратора подключены соответственно к вторым входам каскада антисовпадений и измерительного блока (11 .

Известное устройство неудобно тем, 20 что в нем при проведении контроля у оператора отсутствует информация о правильности произведенного измерения, а также то, что прибор не позволяет оперативно производить измерение тол- х5 щины с грубо обработанными или сильно корродированными поверхностями изделий, а в некоторых случаях измерение толщины изделий с указанными поверхностями оказывается невозможным. 30

Наиболее близким к предложенному техническим решением является ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний и пьезодатчик; подключенные к нему и последовательно связанные между собой усилитель, детектор, фильтр, селектор, умножитель, генератор стабильной частоты и счетчик, подключенный к второму выходу селектора, блок защиты, исполнительное реле и сигналиэатор.

Однако это устройство не позволяет измерять толщину иэделий с грубо обработанными или сильнокорродированными поверхностями-. Целью изобретения является устранение этого недостатка, что расширяет функциональные возможности устройства.

С этой целью устройство снабжено последовательно соединенными первым элементом ИЛИ, входы которого подключены к контрольным выходам счетчика, триггером, другой вход которого связан с синхронизатором, вторым элементом ИЛИ, подключенным другим входом к выходу блока защиты, генератором пилообразного напряжения, пороговым блоком и ждущим мулътвибратором, 561087 выходы которого подключены к сигнализатору и исполнительному реле, и управляемым частотным модулятором, соединенным с пьезодатчиком и исполнительным реле. 5

На чертеже изображена структурная схема толщиномера.

Структурная схема толщиномера содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 Ультразвуковых колебаний и пьезодатчик 3, подключенные к нему и последовательно связанные между собой усилитель 4 детектор 5„ фильтр б, селектор 7, умйожитель 8,генератор 9 стабильной частсты и счетчик

10; подключенный к второму выходу селектора, блок 11 защиты> последовательно соединенные первый элемент 12 ИЛИ, входы которого подключены .к контрольным выходам счетчика 10, триггер 13, другой вход которого свя+ зан с синхрониэаторо 1, второй элемент 14 ИЛИ, подключенный другим входом к выходу блока защиты, герера тор 15 пилообразного напряжения, пороговый блок 16 и ждущий мультивибра И тор 17, выходы которого подклрчены к сигнализатору 18 и исполнительному реле 19 и управляемый частотный моду- лятор 20, соединенный с пьезодатчиком

3 и исполнительным реее 19. ЬО

Частотный модулятор 20, можно выпол нить, например, в виде вариометра,ось которого кинематически связана с валом электродвигателя, цепь питания которого проходит через контакты реле 19, М при эХом, катушки вариометра соединены с пьезодатчиком 3.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 40

2, возбуждающий пьезодатчик 3. Ультразвуковые колебания, введенные в изделие, претерпевают многократные страж ния от поверхностей иэделия. Пьезодатчик 3 воспринимает последователь- 45 ность импульсов многократных отражений, интервал времени между которым пропорционален толщине изделия. Усиленные усилителем 4 и продетектированные детектором 5 импульсы проходят че-g@ рез фильтр б, отделяющий зондирующий импут;ъс, и поступает на вход селектора

7. Одновременно от такта к такту происходит изменение частоты запнлнения зондирующего импульса, обусловленное изменением индуктивности вариометра. эа счет вращения его катушки электродвигателем. При достижении Оптимальной частоты, т.е. частоты, при которой внешняя контактирующая с пьезодатчиком 3 грубо обработанная или сильно 8О корродированная поверхность изделия будет достаточно прозрачной, а противоположная (также грубо обработанная или корродированная) — будет иметь необходимый коэффициент отражения, амп- 65 лнтуда Отраженных импульсов возрастет и позволит открыть c:åëàêòop.

На первом Выходе с:електора 7 выделяется прямоугольный импульс, длительность которого равна интервалу времени между 2-и и 4-и зхо-сигналами.ЗТОт импульс поступает на умножитель 8 и на выходе его возникает прямоугольный импульс с длительностью„ увеличенн=й в К раэ, где K — коэффициент умноже-ния умножителя 8. Импульс с выхода умножителя 8 управляет работой генератора 9 стабильной частоты, число импульсов генерируемы>. этим генератором, пропорциональное длительности вы Io,.â€,Hî-ro импульса умножителя 8, считается десятичным счетчиком 10: Результат счета выделяется на цифровом индикато ре, градуированном В единицах толщины изделий.

При показаниях цифрового индикатора, отличных от нуля„ при счете числа импульсов счетчиком 10 на его контрольных выходах Возникают импульсы, которые пройдя элемент 12 ИЛИ запускают триггер 13.Прямоугольный положительный импульc с выхода тригГЕРа 13, пройдя элемент 14 ИЛИ, запускает генератор 15 пилообразного напряжения.

Пороговой блок 16 срабатывает при досТКЖЕНИН аМПЛИТУДЫ ИМПУЛЬСа ПЯЛООбааэ ного напряжения порогового значения блока 16. Сфор:снрованньй последним им пульс запускает ждущий мультнвнбратор

17. B этот момент срабатывает сигнал-затор 18, сигнализируя О правильности произведенного измерения толщины иэделия, и срабатывает исполнительное реле 19, разрывая цепь питания обмоток электродвигателя управляемого ча.стотного модулятора 20.

С целью защиты от ложных показаний, Вызванных акустическими шумами и неоднородностями в материале, изделия, В прибор введен блок 11 защиты, который сравнивает интервал времени между 2-м и 3-м и между 3-м и 4-м импульсами.Если интервалы одинаковы, что соответствует правильному измерению,. на выходе блока 11 защиты сигнал не Возникает.

При неодинаковых интервалах блок 11 защиты выдает Отрицательный прямоугольный импульс по амплитуде и приблизи—

ТЕЛЬНО ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ РаВНЫй ВЫХОДному импульсу триггера 13. Б результате чего на выходе элемента 14 ИЛИ

Образуется Остаточный импульс, длн ел-ности которогс недостатс :но для дос нжения амплитуды импульса генератора 15 пилообразногО напря>; ения порогового значения порогового блока 16. В этом случае сигналнзатор 18 не сработает, а вращение электродвигателя частотного модулятора 20 будет продолжаться до мОмента получения правильного измере. ия.

ПО Окончании ВыходнсгG làктовсго импульса синхронизатора 1 происходит

561087

Формула изобретения

Составитель Я,Л.Гришина

Редактор В.Долгова Техред М ° Левицкая Корректор C.Патрушева

Заказ 1560/147 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытия

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д.4(5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 сброс триггера 13. На большом расстоянии от места проведения контроля для фиксации результата правильного измерения толщины изделия требуется наличие второго оператора и второго сигна- 6 фиксации результатов правильного измерения толщины изделия требуется на.личие второго оператора и второго сиг нализатора 18, включенного последовательно с первым и установленного в электронном блоке, или регистрирующе

ro устройства, например цифропечатающей машины, подключенной к счетчику

10 и заблокированной исполнительным реле 19.

Ультразвуковой зхо-импульсный толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний и пьезодатчик, подключенные к нему и последовательно связанные между собой усилитель детектор, фильтр, селектор, умножителв генератор стабильной частоты и счетчик, подключенный к второму выходу селектора, блок защиты, исполнительное реле и сигналиэатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью автоматического измерения толщины иэделий с грубо обработанными илн корродированными поверхностями, он снабжен последовательно соединенными первым элементом ИЛИ, выходы которого подключены к контрольным выходам счетчика, триггером, другой вход которого связан с синхронизатором, вторым элементом ИЛИ, подключенным другим входом к выходу блока защиты, генератором пилообразного напряжения, пороговым блоком и ждущим мультивибратором, выходы которого подключены к сигналиэатору и исполнительному реле, и управляемым частотным модулятором, соединенным с пьезодатчиком и исполнительным реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Калинин В.А. и др. Современные ультразвуковые толщиномеры М., Машиностроение, 1972, с. 15-16.