Ультразвуковой толщиномер

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР по авт.св. № 868352, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенными последовательно к блоку управления генератором зондирующих импульсов и излучателем, приемником ультразвуковых колебаний и последовательно соединенными с ним усилителем, аналого-цифровым преобразователем и сумматором, второй вход которого подключен к блоку .деления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ у )щ

РЕСГ1УБЛИК (19) 01) 3151) G 01 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г()СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 868352 (21) 3499696/18-28 (22) 14. 10. 82 (46) 30.03. 84. Бюл. У 12 (72) В.А. Воробьев, В.А. Горшков, Н.А. Вистгоф и А.А. Тимофеев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт ,(53) 620.179.16 (088.8) (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР по авт.св. У 868352, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенными последовательно к блоку управления генератором зондирующих импульсов и излучателем, приемником ультразвуковых колебаний и последовательно соединенными с ним усилителем, аналого-цифровым преобразователем и сумматором, второй вход которого подключен к блоку деления. памяти, вход которого подключен к выходу блока управления, схема И-НЕ, первый вход которой подключен к выходу первого блока памяти, первая схема И, первый вход которой подключен к выходу схемы И-НЕ, а второй вход — к выходу первого блока памяти, первый счетчик и .блок деления, последовательно соединенные вторая схема И, первый вход которой соединен с выходом первого блока памяти, и второй счетчик, выход которого соединен с вторым входом блока деления, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам схем И, второй блок памяти, включенный между блоком управления и схемой И-НЕ,при этом выход усилителя первого канала подключен к входу генератора зондирующих импульсов третьего канала, а выходы усилителей второго и третьего каналов соединены с вторыми входами блоков памяти, снабжен подключенными последовательно к блоку управления генератором зондирующих импульсов и излучателем, приемником ультразвуковых колебаний и последовательно соединенными с ним усилителем, аналого-цифровым преобразователем и сумматором, второй вход которого подключен к блоку деления.

На чертеже изображена структурная схема ультразвукового толщиномера.

Ультразвуковой толщиномер содержит блок 1 управления, соединенный с входом первого измерительного канала (не обозначен), состоящего из последовательно соединенных генератора

2 зондирующих импульсов, ультразву- кового преобразователя 3 и усилителя

4, и с входом второго измерительного канала, состоящего из последовательно соединенных генератора 5 зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя 6 и усилителя 7.

Третий измерительный канал (не показан), вход которого соединен с выходом усилителя 4 . состоит из последовательно соединенных генератора 8 зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя 9 и усилителя 10.

Первые входы (не обозначены) первого и второго блоков 11 и 12 памяти соединены с выходами блока 1 управления, а вторые входы (не обозначены) — с выходами усилителя

7 и 10. Входы схемы И-HE 13 соеди1 1083071 2

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля размеров изделий.

По основному авт.св. К 868352 известен ультразвуковой толщиномер, содержащий три измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, ультра- 1л звукового преобразователя и усилителя, блок управления, выход которого подключен к входам генераторов зондирующих импульсов первых двух каналов последовательно соединенные первый блок памяти, вход которого подключен к выходу блока управленя, схема И-НЕ, первый вход которой подключен к выходу первого блока памяти первая схема И, первый вход которой 20 соединен с выходом схемы И-НЕ, а второй вход — с выходом первого блока памяти, первый счетчик и блок деления, последовательно соединенные вторая схема И, первый вход 25 которой соединен с выходом первого блока памяти, и второй счетчик, выход которого соединен с вторым входом блока деления, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам схем И, второй блок памяти, включенные между блоком управления и схемой И-НЕ, при этом выход усилителя первого канала подключен к входу генератора зондирующих импульсов третьего канала, а выходы усилителей

35 второго и третьего каналов соединены . с вторыми входами блоков памяти.

Недостатком известного толщиномера является низкая точность изме40 рений, обусловленная отсутствием уче. та шероховатости поверхности контролируемого изделия при локационном измерении толщины.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем измерения ше45 роховатости поверхности контролируемого изделия.

Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой толщиномер, содержащий три измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зон дирующих импульсов, ультразвукового преобразователя и усилителя, блок управления, выход которого подключен к входам генераторов зондирующих импульсов первых двух каналов, последовательно соединенные первый блок з 10830 иены с выходами первого и второго блоков 11 и 12 памяти, один вход первой схемы И 14 соединен с выходом схемы И-НЕ 13.

Первый вход (не обозначен)второй схемы И 15 соединен с выходом первого блока памяти.

Выход генератора 16 импульсов соединен с третьим входом первой схемы И 14 и с вторым входом второй ig схемы И 15. Входы первого и второго счетчиков. 17 и 18 соединены с выходами первой и второй схем И 14 и

15, а выходы — с первым и вторым входами (не обозначены) блока 19 деления. Вход генератора 20 зондирующих импульсов соединен с выходом блока t управления, вход излучателя

21 ультразвуковых колебаний соединен с выходом генератора 20 зондирующих импульсов. Кроме того, толщиномер содержит приемник 22 ультразвуковых колебаний, усилитель 23, вход которого соединен с выходом приемника, аналого-цифровой преобразователь 24, вход которого соединен с выходом усилителя 23, и сумматор 25, первый вход (не обозначен) которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 24, а второй вход (не обозначен) — с выходом блока 19 деления, изделие 26, расположенное на фиксированном расстоянии от ультразвуковых преобразователей 3 и 9, излучателя

21 и приемника 22 ультразвуковых ко35 лебаний рефлектор 27, расположенный на фиксйрованном расстоянии от ультразвукового преобразователя 6.

Толщиномер работает следующим образом.

Сигнал от блока I управления уста. навливает блоки 11 и 12 памяти в такое положение, при котором на их вы,ходах появляются "1". Одновременно запускаются генераторы 2 и 5 зондирующих импульсов первого и второго

45 каналов. Генераторы возбуждают ультразвуковые преобразователи 3 и 6 соответственно, которые излучают колебания до поверхностей рефлектора, 27 и изделия 26. Отраженные от по" верхностей ультразвуковые колебания снова принимаются преобразователями

3 и 6 и усиливаются усилителями

4и7.

Сигнал с выхода усилителя 4 запускает генератор 8 зондирующих импульсов третьего канала, который возбуждает преобразователь 9, излу71 4 чающий колебания до второй поверхности изделия 26.

Отраженный от второй поверхности импульс также принимается преобразователем 9 и после усиления в усилителе 10 третьего канала перебрасывает второй блок 12 памяти в положение, при котором на его выходе устанавливается "0".

Сигнал с выхода усилителя 7 второго канала также перебрасывает первый блок 11 памяти в положение, при котором на его выходе устанавливается ™О".

Расстояние от преобразователя 6 до рефлектора 27 должно быть равно расстоянию между преобразователями

3 и 9.

Генератор 16 вырабатывает заполняющие импульсы, частота следования которых выбирается из условия обеспечения необходимой точности измерения толщины изделия.

В течение времени, когда на выходе блока 11 памяти присутствует сигнал "1", схема И 15 открыта и импульсы от генератора 16 проходят через схему И 15 на счетчик 18, который считает их количество.

В течение времени, когда на выходах первого и второго блоков 11 и 12 памяти присутствуют сигналы "1", на выходе схемы И-НЕ 13 имеется сигнал

"0", схема И 14 закрыта. Начиная .с момента, когда под действием сигнала с усилителя 10 на выходе блока 12 появляется сигнал "О", на выходе схе. мы И-НЕ 13 появляется сигнал "1", схема И 14 открывается и импульсы с генератора 16 начинают проходить на счетчик 17, который также считает их количество.

После появления на выходе блока 11 памяти сигнала "О" обе схемы И l4 и 15 закрываются и поступление импульсов на счетчики 17 и 18 от генератора 16 прекращается.

Блок 19 деления осуществляет деление друг на друга чисел, накопленных в счетчиках 17 и 18, на выходе блока

19 деления появляется сигнал, пропор.циональный толщине контролируемого изделия.

Сигнал с блока 1 управления поступает на генератор 20 зондирующих импульсов, сигнал с выхода ко" торого запускает излучатель 21 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой импульс, отражаясь от шероСоставитель Г. Рыжакова

Техред Т.фанта Корректор С. Шекмар

Редактор С. Юско

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1729/37

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

S 108307 ховатой поверхности, рассеивается и принимается приемником 22 ультразвуковых колебаний, сигнал с выхода которого поступает на вход усилителя 23. В зависимости от шероховатости на выходе усилителя будет сигнал разной амплитуды. Сигнал с выхода-.усилишеля:поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 24, который преобразует амплитуду электрического импульса с выхо.да,усилителя. 23 в цифровую величину, пропорциональную шероховатости поверхности. Сигнал с выхода аналогоцифрового преобразователя поступает на второй вход сумматора 25 на первый вход которого поступил сигнал1 пропорциональный толщине изделия с выхода блока 19 деления. Таким образом, на выходе сумматора 25 появляется сигнал, пропорциональный толщине изделия с учетом поправки на шероховатость поверхности изделияe

Использование ультразвукового толщиномера позволяет повысить точность измерений, так как он учитывает шероховатость поверхности контролируемого изделия.