Ультразвуковой толщиномер

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсииа

Соцманмстмчесима

Реснубпмн (ii)911322 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.02.80 (21) 2887895/25-28 с присоединением заявки,% (28)Приоритет (51)М. Кл.

G 01 N 29/04

9еударетеиный кемитет

СССР ее делам иэоеретеиий и открытий

Опубликовано 07 0З 82. Бюллетень .Юе 9

Дата опубликования описания 07.03.82 (53) УДК 621.179..16 (088.8) (54) УЛЪТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР

Изобретение относится к методам нераэруша ющего контроля и может быть использовано. для измерения толщины покрытий или стенок изделий.

Известен ультразвуковой толщинометр, содержащий синхронизатор, генератор, преобраэователь, усилители принятых и зондирующих импульсов, формирователи и индикатор 11}.

Недостатками этого устройства являются ограниченность применения и низкая точность

- контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобрстению является ультразвуковой толщиномер, содержащий соединенные последовательно синхронизатор, генератор, формирователь, усилитель, преобразователь и приемноусилительный канал, выполненный в виде. соединенных последовательно предварительного усилителя, вход управления которого соединен с синхронизатором, усилителя и измерителя времени задержки (У31 волн, опорный вход которото соединен с в IxoJloM синхронизатора. и иичи .атГ 121.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения толщины из-эа зависимости скорости распространения УЗ sonны от структуры материала.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой толшиномер снабжен соединенными последовательно вторым преобраэовате о лем, вторым приемно-усилительным каналом и функциональным блоком определения толщины контролируемого изделия, выполненным в виде соединенных последовательно блока вычитания, входы которого подключены

IS к выходам приемно-усилительных каналов, блока умножения, блока извлечения квадратного корня и блока деления, выход которого подключен к индикатору второго блока умножения, включенного между выходом первого

20 приемно-усилительного канала н вторым входом блока деления, и блока суммирования, включенного между выходами приемно-усилительных каналов и блоком умножения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Ультразвуковой толеииномер содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, генератор 2, формирователь 3, усилитель 4 и преобразователь 5, устанавливаемый на поверхности контролируеьеого изделия 6.

На базовом расстоянии Iee установлен второй преобразователь 7. Выходы преобразователей 5 и 7 подключены соответственно к первому и второму приемно-усилительным каналам 8 и 9, состоящих из соединенных последовательно предварительных усилителей .

10 и 11, входы управления которых соединены с синхронизатором 1, усилителей 12 и 13, формирователей 14 и 15 и измерителей 16 и

17 времени задержки УЗ волны.

9113

15

30

К выходам приемно-усилительных каналов

8 и 9 подключен функциональный блок 18 измерения, состоящий из соединенных последовательно блока 19 вычитания, входы которого подключены к выходам приемно-усилительных каналов, блока 20 умножения, блока 21 извлечения квадратного корня и блока 22 деления. Кроме того, функциональный блок

18 измерения содержит блок 23 суммирования, включенный между выходами приемноусилительных каналов 8 и 9 и вторым входом блока 20 умножения, и второй блок

24 умножения, включенный между выходом первого приемно-усилительного канала 8 и вторым входом блока 22 деления. К выходу блока 22 деления подключен индикатор 25, Устройство работает следующим образом.

Импульсом с выхода синхронизатора 1 запускается генератор 2. Зондирующий импульс с крутым фронтом после формирователя 3, усиленный усилителем 4, возбуждает преобразователь 5, одновременно блокируются пред40 варительные усилители 10 и 11 приемно-усилительных каналов 8 и 9 и начинается отсчет временной задержки импульсов УЗ волн.

Волны, отразившись от противоположной гра ни изделия, воспринимаются приемными преобразователями 5 и 7, усиливаются предварительными усилителями 10 и 11 и усилителями 12 и 13, формируются по амплитуде и длительности формирователями 14 и 15 и поцаются на вход измерит елей 16 и 17 времени задержки УЗ волны, после чего поступа. ют на первый и второй вход функционального блока 18 определения толщины изделия, обработка сигнала в котором производится из следующих соотношений.

Для преобразователя 5 время распростра- нения ультразвуковой волны в изделии равно

4 =л (1) 22 4 где I — толщина изделия; ч — скорость распространения ультразвука в материале.

Поскольку скорость распространения ультразвука зависит от физико-химических. свойств материала, введен второй преобразователь 7, позволяющий посредством измерений времени распространения ультразвукового колебания (t ) исключить необходимость точного опре.деления скорости ультразвука для данного материала (2) где — толщина изделия;

Ie» — базовое расстояние; ч — скорость распространения ультразвука в материале.

Решая. совместно уравнения (!) и (2)

ыЧ=

28 g Qp >

6, = t,ä получим а

@а Фее i e.)

Измеряемая толщина изделия определится из уравнения е. „ е=—

ЮЯ „ (3)

Таким образом, функциональный блок 18 определения толщины изделия выделяет информацию согласно уравнению (3).

Результаты измерений выводятся на выходной индикатор. 25.

За счет использования в предлагаемом устройстве второго приемно-усилительного канала повышается точность измерения толщины исследуемого материала при одностороннем доступе к поверхности.

Формула изобретения

Ультразвуковой толщиномер; содержащий соединенные последовательно синхронизатор, .генератор, формирователь, усилитель, преобразователь и приемно-усилительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно предварительного усилителя, вход управления которого соединен с синхронизатором, усилителя и измерителя времени задержки (УЗ) волн, опорный вход которого соединен с выходом синхронизатора. и индикатор, о т-. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен соециненными последовательно вторым преобразователем, вторым приемно-усилительным каналом и функциональным блоком определения

Составитель В. Глазков

Редактор В. Лазаренко Техред T.Маточка Корректор С. Щомак

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал lllffl "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 толщины контролируемого изделия, выполненным в виде соединенных последовательно блока вычитания, входы которого подключены K выходам приемно-усилительных каналов, блока умножения, блока извлечения квадратного корня и блока деления, выход которого подключен к индикатору второго блока умножения, включенного между выходом первого приемно-усилительного канала и вторым вхоi

Заказ 1111/30 Тираж 883

1322 6 дом блока деления, и блока суммирования, включенного между выходами приемно усилительных каналов и блоком умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1Ч 504968, кл. G 01 N 29/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР Н 326509. кл. G 01 N 29/04, 1976.