Ультразвуковое устройство для контроля толщины изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Ресиублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >905643 (6l } Дополнительное к авт. свид-ву (22}Заявлено 14.01.80 (21) 2870807/25-28 с присоединением заявки М (23) П риоритет (53)M. Кл.

С 01 В 17/02 рввудараанный каюнтвт

CCCP ае аелзи нзвврвтенн11 и втнрытий

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (53) УДК 620.179. .16(088.8) (72} Автор изобретения

А.П. Лежнев

Барнаульский шинный завод ( (7l ) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля толщины нагретых иэделий.

Известно устройство для измерения толщины движущихся объектов, содержа5 щее генератор зондирующих импульсов и подключенные к нему два зхо-локационных канала, каждый из которых включает в себя госледовательно соединенные приемно-излучающий преобразователь, усилитель, селектор,формирующий каскад и времяизмерительный блок, а также генератор селекторных импульсов, соединенный с генератором зондирующих импульсов, селектором и времяизмерительным блоками, вход формирующего каскада соединен с выходом усилителя одного из эхо-локационных каналов 11) .

Недостатком известного устройства является ограничение размера контролируемого изделия размерами приемноиэлучающих преобразователей. В случае увеличения размера контролируемого изделия свыше размера приемно-излучающих преобразователей точность измерения понижается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для контроля толщины изде лий, содержащее первый и второй приемно-излучающие каналы, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, первый выход которого соединен с первым выходом приемно-излучающего канала, и преобразователь, в горой выход генератора зондирующих импульсов первого канала соединен со вторым выходом первого приемно-излучающего канала, а вход генератора зондирующих импульсов второго приемно-излучающего канала — со входом второго приемноизлучающего канала, два компенсирующих канала, каждый из которых включает в себя преобразователь и рефлектор, и измерительный блок f2).

Недостатком устройства является погрешность измерения толщины нагретых иэделий, поскольку благодаря разнесенности приемно-излучающего и компенсационного каналов не происходит полного выравнивания температур, и по мере повышения температуры в приемно-излучающем канале появляется разница скоростей распространения ультразвука.

Цель изобретения - повышение точI ности измерения.

Постааленная цель достигается .тем, что устройство снабжено блоком коммутации, первый и второй входы .которого соединены с первыми выходами первого и второго приемно-.излучающих каналов,.третий вход - со вто рым выходом первого приемно-излучающего канала, первый выход - со входом второго приемно"излучающего канала, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами измерительного блока, третий вход которого соединен со вторым выходом первого приемно-излучающего канала, а рефлекторы компенсирующих каналов размещены между преобразователем приемно-излучающего канала и контролируемым изделием.

Кроме того, блок коммутации выполнен в виде последовательно сое- . диненных формирователя импульсов и распределителя импульсов, три выхода которого соединены с первым,вторым и третьим выходами блока коммутации,первый и второй входы которого соединены с двумя входами формирователя импульсов, а третий входсо вторым входом распределителя импульсов.

При этом измерительный блок вы" полнен в виде последовательно соединенных генератора счетных импульсов, реверсивного счетчика и индикатора, первый, второй и третий входы измерительного блока подключены ко второму, третьему и четвертому входам реверсивного счетчика.

На .фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма. работы устройства.

Устройство содержит первый приемно-излучающий канал 1, включающий в себя последовательно соединенные генератор 2 зондирующих импульсов, первый выход которого соединен с первым выходом первого приемноизлучающего канала 1, и преобразователь 3, второй выход генератора

2 зондирующих импульсов первого канала . соединен со вторым выходом первого приемно-излучающего канала, второй приемно-излучающий канал 4, включающий в себя последовательно соединенные генератор 5 зондирующих

1О импульсов, первый выход которого соединен с выходом второго приемно-излучающего канала 4, и преобразователь

6, вход генератора 5 зондирующих импульсов соединен со входом второго м приемно-излучающего канала 4, первый компенсирующий канал 7, включающий в себя преобразователь 3 и рефлектор

8, второй компенсирующий канал 9, включающий в себя преобразователь 6 у@ и рефлектор 10,и измерительный блок

11, а также блок 12 коммутации, первый и второй входы которого соединены с первым выходом первого приемно-излучающего канала 1 и первым уу входом второго приемно"излучающего канала 4, третий вход » со вторым выходом первого приемно-излучающего канала l, первый выход - со входом второго приемно-излучающего канала зе 4, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами измерительного блока 11, третий вход которого соединен со вторым выходом первого приемно-излучающего канала 1, кроме того, блок 12 коммутации выполнен в виде последовательно соединенных формирователя 13 импульсов и распределителя 14 импульсов, три выхода которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока 12 коммутации, первый и второй входи которого соединены с двумя входами формирователя 13 импульсов, а третий входсо вторым эходом распределителя 14 импульсов, а измерительный блок 11 выполнен B виде последовательно соединенных генератора 1 счетных импульсов, реверсивного счетчика

16 и индикатора 17, первый, второй и третий входы измерительного блока

М

ll подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам реверсивного счетчика 16, рефлектор

8 первого компенсирующего канала 7 размещен между преобразователем 3 первого приемно-излучающего канала и контролируемым иэделием 18,а рефлектор 1О второго компенсирующего канала 9 размещен между преобразова.

1 9056 телем 6 второго приемно-излучающего канала 4 и контролируемым изделием

18.

Преобразователь 3 и преобразователь 6 размещены на расстоянии друг от друга. Расстояние между рефлекторами должно быть фиксированным и составлять известную долю от расстояния f. Для простоты аппаратурной реализации расстояние между 10 рефлекторами устанавливается равным

f/2. Это расстояние соответствует выражению

= к+д6,+М

2 где х - толщина изделия 18; 1

А, расстояние между рефлектором 8 первого компенсирующего канала 7 и левой (по фиг.l) гранью иэделия

18;

20 л1 — расстояние между рефлектором 10 второго компенсирующего канала 4 и правой гранью изделия 18.

Вычисление толщины изделия произ- 25 водится в соответствии с выражением -(и,— ье,) (ье, — м,, где Ы - расстояние между преобра 1 зователем 3 первого при- З0 емно-излучающего канала 1 и рефлектором 8 компенсирующего канала 7; ф — расстояние между преобразователем 6 второго приемно-излучающего канала 4 и рефлектором 10 компенсирующего канала 9.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 зондирующих импульсов, работающий в автоколебательном режиме, импульсом 19 (см.фиг.2) возбуждает преобразователь 3 и производит сброс в исходное состояние рас- 4> пределителя 14 импульсов в блок !2 коммутации и реверсивного счетчика

l6 в измерительном блоке ll. Излученные преобразователем 3 ультразвуковые колебания отражаются от рефлектора 8 изделия 18 и возвращаются обратно.

На первом выходе первого приемно-излучающего канала l появляются последовательно импульсы, которые проходят через первый вход блока 12 ком55 мутации на вход формирователя 13 импульсов. Последний нормирует их по амплитуде и подает в виде последовательности из трех импульсов 20, 43

21 и 22 на первый вход распределителя 14 импульсов. В течение временного интервала от импульса 20 до . импульса 21, соответствующего расстоянию от преобразователя 3 до рефлектора 8, на первом выходе распределителя 14 импульсов формируется управляющий потенциал 23, который через второй выход блока 12 коммутации и второй вход измерительного блока 11 подается на третий вход реверсивного счетчика 16. В счетчике 16 при этом устанавливается режим прямого счета.

Иасвтабирующие импульсы с выхода генератора 15 счетных импульсов начинают суммироваться в счетчике 16.

После прихода на вход распределителя 14 импульса 21 управляющий потенциал 23 на выходе распределителя прекращается и появляется управляющий потенциал 24 на втором выходе распределителя 14 импульсов, который переключает счетчик 16 по четвертому входу на режим обратного счета, В течение временного интервала между импульсами 21 и 22, соответствующего расстоянию от рефлектора 9 до грани изделия 18, счетчик 16 производит последовательное уменьаение накопленной суммы, и к моменту окончания управляющего потенциала 24 в счетчике остается код, соответствующий разности Ь1 - h Е,- Одновременно с прекращением потенциала распределитель 14 импульсов с третьего выхода выдает короткий импульс, который,проходя через первый выход блока 12 .коммутации и вход второго приемноизлучающего канала 4, постугает на вход генератора 5 зондирующих импульсов и с некоторой задержкой запускает его. Генератор 5 возбуждает преобразователь 6, и на выходе канала 4 аналогично первому выходу канала 1 появляются поочередно три импульса, которые поступают через второй вход блока 12 коммутации на второй вход формирователя 13 импульсов. С его выхода нормированные по амплитуде импульсы 25, 26 и 27 подаются на первый вход распределителя

14 импульсов.

В интервале между импульсами 22 и 25 распределитель не управляет работой счетчика, и счетчик сохраняет код разности а(»- ЛЕ, . По приходе импульсов 25, 26 и 27 распределитель 14 аналогичным образом форми5643

7 90 рует потенциалы управления 23 и 24, с помощью которых в счетчике 16 производится вычисление разности д(- Ь| и суммирование с разностью д(— pg, В итоге после прихода после него импульса 26, отраженного от грани изделий 18, счетчик останавливается, и в нем остается код измеренной толщины изделия. Значение измеренной толщины отображается индикаторами в линейных единицах,например в миллиметрах.

Таким образом, благодаря размещению рефлекторов компенсирующих каналов в непосредственной близости ,от нагретого изделия не возникает разницы в физических состояниях приемно-излучающего и компенсирующего .каналов, в результате чего осу,ществляется точное измерение толщи ны нагретого изделия,не зависящее от его температуры. Благодаря применению этого устройства повышается .качество обрезиненного полотна и уменьшается количество отходов. д 5

f0

13

ЗО

3S

Формула изобретения

1. Ультразвуковое устройство для контроля толщины изделий, содержащее первый второй приемно-излучающие каналы, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов,первый выход которого соединен с первым выходом приемно-излучающего канала, и преобразователь-, второй выход генератора зондирующих импульсов первого канала соединен со вторым. выходом первого приемно-излучающего ка нала, а вход генератора зондирующих импульсов второго приемно-излучающего канала - со входом второго приемно-излучающего канала, два компенси рующих канала, каждый из которых включает в себя преобразователь и рефлектор, и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоком коммутации,первый и второй входы которого соединены с первыми выходами первого и второго приемно-излучающих каналов, третий вход - co вторым выходом первого и приемно-излучающего канала, первый выход - со входом второго приемно-излучающего канала, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами измерительного блока, третий вход которогр соединен со вторым выходом первого приемно-излучающего канала, а рефлекторы компенсирующих каналов размещены между преобразователем приемно-излучающего канала и контролируемым изделием.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коммутации выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов и распределителя импульсов, три выхода которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока коммутации, первый и второй входы которого соединены с двумя входами формирователя импульсов,а третий вход - co вторым входом распределителя импульсов.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных генератора счетных импульсов, реверсивного счетчика и индикатора, первый, второй и третий входы измерительного блока подключены ко второму, третьему и четвертому входам реверсивного счетчика.

Источники информации» принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 560139, кл. G 01 В 17/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

4" 603845, кл. G 81 В 17/02, G 01 N 29/04, 1976 (прототип).

905643

Составитель 1Э. Базилевич

Редактор И. Циткина Техред Н.Найороа КорректорН. Стец

Заказ 348/56

Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4