Способ контроля толщины ленточного материала и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

Сава 6аветииз

Свяиааистнчесав

Рвспубли»

О 508"!.1 с (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Кл. б"61В 17/02 (22) Заявлено 06.01.76 (21) 2311314/28 с присоединением заявки № 2311315/28 (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 27.04.78

Государственный комитет

Совета Министров СССР

К 531.717.1:620. .179.16 (088.8) ло делам изобретений

H OTKPblTHH (72) Автор изобретения

Н, И. Бражников (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ЛЕНТОЧНОГО

МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1 dl 4 dz

1V= — .— = ——

I dt г df

ЗО

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля качества материалов и может найти применение на заводах по обработке металлов.

Известен способ, согласно которому производится двусторонняя эхо-локация материала, предусматривающая сравнение времени распространения эхо-сигналов с опорным эхо-сигналом (1). Недостатком такого способа (который включает температурные погрешности) является низкая чувствительность в диапазоне толщин пленочных материалов вследствие крайне малого изменения времени распространения эхо-сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ контроля толщины ленточного материала, заключающийся в том, что посредством электрически возбуждаемого электроакустического преобразователя в воздухе в зоне, прилегающей к контролируемому материалу, излучают по направлению к материалу ультразвуковые колебания, принимают прошедшие через материал колебания в воздухе в другой зоне, примыкающей к материалу, и по их амплитуде судят о контролируемом параметре (21.

Недостатком этого способа является появление погрешностей, возникающих при изменении температуры воздуха.

Способ контроля толщины ленточного материала осуществляют с помощью устройства, содержащего излучающий и приемный электроакустические преобразователи, уста5 навливаемые по сторонам контролируемого ленточного материала, генератор возбуждающих импульсов, соединенный выходом с излучающим преобразователем, и электронный измерительный блок, входами соединенный с

10 приемником и дополнительным выходом генератора.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что регистриру15 ют изменения температуры в одной из зон, формируют дополнительный сигнал, пропорциональный этим изменениям, и регулируют с его помощью интенсивность возбуждения согласно соотношению:

20 где Л вЂ” дополнительный сигнал относительного регулирования интенсивности I;

dl — первая производная интенсивности

df возбуждения излучения от температуры t;

z — акустический импеданс воздуха.

60508

Такой способ контроля толщины ленточного материала может быть осуществлен устройством, содержащим излучающий и приемный электроакустические преобразователи, генератор возбуждающих импульсов, соединенный с ним и с приемным преобразователем согласующий трансформатор, электронный измерительный блок, входами соединенный с приемным преобразователем и дополнительным выходом генератора, и установленный в корпусе излучающего преобразователя терморезистор, включенный между его потенциальной обкладкой и выходной обмоткой согласующего трансформатора, при этом отношение между величиной Я терморезистора и величиной R, электрического сопротивления излучающего преобразователя выбирают возможно близким к значению

2 z :R, — 2, 20 где

dR< — первая производная от величины

di терморезистора по температуре 1;

dz 25 — первая производная от акустиdt ческого импе анса z воз ха по д д) температуре.

Устройство для осуществления способа изображено на чертеже.

Зо

Оно содержит излучающий электроакустический преобразователь 1 и приемный электроакустический преобразователь 2, устанавливаемые по сторонам контролируемого ленточного материала 3, генератор 4 возбужда- 35 ющих импульсов, соединенный выходом с электроакустическим преобразователем 1, и электронный измерительный блок 5, входом соединенный с электроакустическим преобразователем 2 и дополнительным выходом гене- 40 ратора 4 возбуждающих импульсов.

Излучающий электроакустический преобразователь 1 помимо пьезоэлемента 6, входящего и в приемный электроакустический преобразователь 2, включает согласующий транс- 45 форматор 7, входная обмотка 8 которого через коаксиальный кабель 9 соединена с генератором 4, а выходная обмотка 10 через терморезистор 11 подключена к потенциальной обкладке пьезоэлемента 6. 50

В электронный измерительный блок 5 входят последовательно соединенные усилитель

12, селекторный усилитель 13 и измерительно-регистрирующий блок 14, а также генератор 15 «строб»-импульсов, входом соединенный с генератором 4, а выходом — с управляемым входом селекторного усилителя 13.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 4 вырабатывает электрические импульсы стабилизированной амплитуды, ко- GO торые по кабелю 9 подаются в излучающий преобразователь 1 на входную обмотку 8 согласующего трансформатора 7. С выходной обмотки 10 трансформатора импульсы через терморезистор 11 подаются иа пьезоэлемент G5

4

6. Возбуждаясь поступившими на него импульсами, пьезоэлемент 6 излучает в воздух по направлению к контролируемому материалу импульсы акустических колебаний.

Благодаря тому, что на пьезоэлемент 6 импульсы поступают через терморезистор 11, имеющий отрицательное значение температурного коэффициента сопротивления, с увеличением температуры напряжение импульсов на обкладках пьезоэлемента 6 возрастает, перекрывая изменение давления, вызываемое изменением импеданса воздуха.

Однако простая взаимная компенсация изменения давления, вызываемого изменением импеданса, неэффективна, Это объясняется тем, что при уменьшении импеданса пропорционально уменьшается акустическая прозрачность контролируемого материала, поэтому для увеличения стабилизации амплитуд прошедших через металл акустических импульсов отношение электрических сопротивлений излучающего преобразователя и терморезистора подбираются возможно близкими к значению

2 (г :И, ) — 2) с тем, чтобы давление акустической посылки росло пропорционально изменению температуры и тем самым выполнялось условие

N=—

1 dt z dt

Импульсные сигналы приемного электроакустического преобразователя 2 через усилитель 12 подаются в селекторный усилитель

l3, на другой вход которого поступают стробимпульсы с генератора 15, управляемого импульсами возбуждающего генератора 4. В усилителе 13 информативные импульсы преобразователя 2 отделяются от акустических помех и подаются в измерительно-регистрирующий блок 14, шкала которого проградуирована в единицах толщины контролируемого м атер иала.

Формула изобретения

l. Способ контроля толщины ленточного материала, заключающийся в том, что посредством электрически возбуждаемого электроакустического преобразователя в воздухе в зоне, прилегающей к контролируемому материалу, излучают по направлению к материалу ультразвуковые колебания, принимают прошедшие через материал колебания в воздухе в другой зоне, примыкающей к материалу, и по их амплитуде судят о контролируемом параметре, отл и ч а ющ и йс я тем, что, с целью повышения точности контроля, регистрируют изменения температуры в одной из зон, формируют дополнительный сигнал, пропорциональный этим изменениям, и регулируют с его помощью интенсивность возбужде605081

2((z : щ — / — 2) 10

20

I ! !

1 !

I !

Составитель П, Стрелков

Техред Н. Рыбкина Корректор И. Позняковская

Редактор В. Борисова

Подписное наказ 586/!6 Изд. М 406 Тираж 802

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

) )3035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ния излучения согласно соотношению:

1 dl 4

И=в

1 dt z dt где N — дополнительный сигнал относительного регулирования интенсивности I;

dI — — первая производная интенсивности

dt возбуждения излучения от температуры /;

z — акустический импеданс воздуха.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее излучающий и приемный электроакустические преобразователи, устанавливаемые по сторонам контролируемого ленточного материала, генератор возбуждающих импульсов, согласующий трансформатор, подключенный к выходу генератора и приемному электроакустическому преобразователю, электронный измерительный блок, входами соединенный с приемным электроакустическим преобразователем и дополнительным выходом генератора, терморезистор, установленный в корпусе излучающего электроакустического преобразователя и включенный между его потенциальной обкладкой и выходной обмоткой согласующего трансформатора, при этом отношение между величиной R< терморезистора и величиной R; электрического сопротивления излучающего преобразователя выбирают возможно близким к значению:

dR где — — первая производная от величины

dt терморезистора по температуре t;

Ку — первая производная от акустиdt ческого импе анса z воз vxa no д д. температуре t.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 393667, кл. G 01N 29/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 266404, кл. G 01Â 17/02, 1968.