Ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рц! 000753 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15D780 (21) 2966424/25-28

Р УМ К э с присоединением заявки МG 01 В 17/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 28.0?.83 Бюллетень Н9 8 (531УДК 531. 717 (088.8) Дата опубликования описания 28.0283 (72) Авторы изобретения

A.È. Ришан и М.Н. Гуманюк

Институт автоматики им. XXV съезда КПСС с (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ШИРИНЫ ЛЕНТЫ

20 узлов (21.

30

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для автоматического бесконтактного измерения ширины ленты.

Известно ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащее излучающий и приемный преобразователи, расположенные в одной плоскости акустической головки, дополнительный приемный преобразователь, смещенный по оси иэлученияприема, генератор возбуждающих импульсов, корректирующий усилитель, дифференциальный усилитель, сумматор и блок обработки 1 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность и малый диапазон измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащее два электроакустических узла, каждый из которых состоит иэ излучающего и основного приемного преобразователей, располагаемых по разные стороны ленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, и дополнительных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блока управления, выполненных в виде последовательно соединенных задающего генератора и регулируемого усилителя, выход которого подключен к входу генератора возбуждающих колебаний, последовательно соединенных источника опорного напряжения и интегратора, выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя, и корректирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу интегратора, и электронный блок, входы кото рого соединены с выходами основных приемных преобразователей обоих

Недостатком известного устройства является низкая точность и малый диапазон измерения, так как он ограничен длиной измерительного приемно" го преобразователя, при уменьшении ширины ленты или ее осевом смещении снижается эффективность компенсации влияния дестабилизирующих факторов на зону контроля положения кромки

1000753 по мере удаления последней от зоны стабилизации.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений. .

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом устройстве для измерения ширины ленты, содержащем два электроакустических узла, каждый из которых состоит из излучающего и основного приемного преобразователей, располагаемых по разные стороны ленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, и д дополнитель- 15 ных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блока управления, выполненных в виде последовательно соединенных 20 задающего генератора и регулируемого усилителя, выход которого подключен к входу генератора возбуждающих колебаний, последовательно соединенных источника опорного напряжения и ин— тегратора, выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя, и корректирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу интегратора, и электронный блок, входы которого соединены с выходами основных приемных преобразователей обоих узлов, дополнительные приемные преобразователи расположены в зоне измерения, а каждый блок управления снабжен И -1 . ключами, первые входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям, а выходы соединены с входом корректирующего усилителя, и-2 амплитудными дискриминаторами, 40 в оды которых подключены к дополнительным приемным преобразователям, и дешифратором, включенным между ключами и амплитудными дискриминаторами. 45

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит располагаемые с противоположных сторон ленты 1

50 акустические узлы 2 и 3, жестко скрепленные между собой и перемещаемые по кронштейн-линейке 4. Так как акустические узлы 2 и 3 идентичны, то на чертеже раскрыт только акустический узел 3.

Акустический узел 3 содержит излучающий преобразователь 5 и основной приемный преобразователь б, а также генератор 7 возбуждающих колебаний, выход которого подключен к 60 излучающему преобразователю 5, дополнительные приемные преобразователи 8-12, располагаемые в одной плоскости рядом с основным приемным пре1 образователем 6, причем дополнитель- 65 ные приемные преобразователи 8 — 12 расположены в зоне измерения. Число дополнительных приемных преобразователей может быть И

Кроме того, устройство содержит электронный блок 13, входы которого соединены с выходами основного приемного преобразователя 6 каждого акустического узла 2 и 3.

K входу генератора 7 возбуждающих колебаний подключен блок 14 управления. Блок 14 управления выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора 15 и регулируемого усилителя 16, последовательно соединенных источника 17 опорного напряжения и интегратора

l8 выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя

16, корректирующий усилитель 19, выход которого подключен к второму входу интегратора 18, ключи 20 — 23, число которых может быть И -1, первые входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям 8 — 11, а выходы соединены с входом корректирующего усилителя 19, амплитудные дискриминаторы 24 — 26, число которых может быть И -2,входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям 8 ... и, и дешифратор 27, включенный между ключами 20 — 23 и амплитудными дискриминаторами 24 — 26. Блок 28 управления аналогичен блоку 14 управления.

Устройство работает следующим образом.

Излучающий преобразователь 5 возбуждается по цепи задающий генератор 15 — регулируемый усилитель 16 генератор 7 возбуждающих колебаний.

Равнораспределенный по длине и интенсивности акустический луч от излучающего преобразователя 5 перекрывается кромкой ленты 1 и воздействует только на открытую часть основного приемного преобразователя б.

С изменением положения кромки ленты. изменяется и сигнал на его выходе, так как изменяется количество акустической энергии, поступающей на преобразователь 6. По аналогии возбуждается акустический узел 3. Сигналы с приемных преобразователей б обоих узлов поступают в электронный блок 13.

На номинальное значение ширины контролируемой ленты 1 устанаЮ иваются акустические узлы 2 и 3, перемещаемые по кронштейн-линейке 4.

Этому положению акустических узлов соответствуют средние сигналы приемных преобразователей б. Одновременно номинальное значение ширины ленты вводится в блок 13 с помощью блока

29 эталонной ширины. Алгебраическое суммирование величин отклонений кромок ленты правого и левого акусти1000753 ческих узлов 2 и 3 от их среднего положения со значением уставки позволяет определить истинное значение ширины ленты. Таким образом, устройство измеряет отклонение ширины от заданного значения. Компенсация дестабилизирующего влияния среды на зону измерения осуществляется блоками

14 и 28 управления и дополнительными приемными преобразователями 8 — 12 в каждом акустическом узле. 30

При увеличении ширины ленты или ее осевом смещении, вызывающем перекрытие приемного преобразователя

6, часть акустического луча от излучающего преобразователя 5 воздейст- 15 вует на дополнительный приемный преобразователь 8, находящийся вне зоны измерения и не перекрываемый кромкой ленты. Дополнительные приемные преобразователи 9 — 12 перекрыты, сигнал на их выходах равен нулю.

Одновременно равны логическому нулю сигналы на выходах амплитудных дискриминаторов 24 — 26. Эти сигналы обеспечивают появление на выходе дешифратора 27 логической 1 и включение ключа 20. Последний подключает к корректирующему усилителю

19 первый дополнительный приемный преобразователь 8. Сигнал на выходе приемного преобразователя 8 поддерживается постоянным и равным заданному, устанавливаемому источником

17 опорного напряжения, вне зависимости от того, какой из дестабилизирующих факторов воздействует на зону З5 измерения по цепи дополнительный приемный преобразователь 8 — корректирующий усилитель 19 — интегратор

18 — регулируемый усилитель 16 генератор 7 возбуждающих колебаний - 40 излучающий преобразователь 5 — дополнительный приемный преобразователь 8.

Стабилизация сигнала на первом дополнительном приемном преобразова- 45 теле 8 обеспечивает стабилизацию сигнала с требуемой степенью компенсации влияния внешних факторов только над частью измерительного приемника, расположенной в непосред- О ственной близости от первого дополнительного приемного преобразователя

8 и по длине равной длине дополнительного приемного преобразователя 9

По меРе Уменьшения шиРины ленты или при ее осевом смещении, вызывающем дальнейшее открытие кромкой ленты основного приемного преобразователя 6, полностью открывается приемный преобразователь 9 и часть преобразователя 10. Амплитудный дискри- » минатор 26 настраивается на минимальный сигнал приемного преобразователя 10 и высокий потенциал на выходе его свидетельствует о полном открытии дополнительного приемного 65 преобразователя 9 и возможности использования его в качестве корректи-. рующего. При этом высокий потенциал появляется только.на выходе дешифратора 27 и, соответственно, к входу корректирующего усилителя 19 подключается через ключ 21 дополнительный приемный преобразователь 9, последующий за приемным преобразователем

8. Аналогичные смещения эоны коррекции происходят при дальнейшем открытии основного приемного преобразователя 6 обоих акустических узлов 2 и 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность и расширить диапазон измерений.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащее два электроакустических узла, каждый из которых состоит из излучающего и основного приемного преобразователей, располагаемых по разные стороны ленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, и П дополнительных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блока управления, выполненных в виде последовательно соединенных задающего генератора и регулируемого усилителя, выход которого подключен к входу генератора возбуждающих колебаний, последовательно соединенных источника опорного напряжения и интегратора, вход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя, и корректирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу интегратора, и электронный блок, входы которого соединены с выходами основных приемных преобразователей обоих узлов, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, дополнительные приемные преобразователи расположены в зоне измерения, а каждый блок управления снабжен И-1 ключами, первые входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям, а выходы соединены с входом корректирующего усилителя, И-2 амплитудными дискриминаторами, входы которых подключейь| к дополнительным приемным преобразователям, и дешифратором, включенным между ключами и амплитудными дискриминаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР йо заявке М 2906929/25-28, кл. G 01 В 17/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М 702803, кл. G 01 В 17/02, 1979 (прототип) .

1000753

Составитель Л. Лущенко

Редактор В. Петраш Техред M.Tenep Корректор И. Шулла .1

Заказ 1354/39 Тираж 600 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