Бесконтактный толщиномер

 

БЕСКОНТАКТНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР, содержащий синхронизатор, два. измерительных канала, каждый изкоторых состоит из последовательно соединенных импульсного генератора, преобразователя и селективного усилителя, импульсный генератор первого измерительного канала управляющим входом подключен к выходу синхронизатора, второго канала - к выходу селективного усилителя первого измерительного канала, компенсационный канал, состоящий из электроакустически последовательно соединенных преобразователя , рефлектора и селективного усилителя, два измерителя временных интервалов, генератор квантующих импульсов и индикатор, отличающ и и с я. тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения масштабирования результата, он снабжен перестраиваемым дешифратором, выходом подключенным к управляющему -входу синхронизатора, и змерителйвременного интервала выполнены в виде триггера и счетчика, первый управляющий вход которого подключен к выходу триггера, второй - к выходу синхронизатора , a вход Счет - к выходу генератора квантующих импульсов, первые управляющие входы триггеров подключены к выходу селективного усилителя компенсационного канала, второй вход триггера первого измерителя временных интервалов - к выходу селективного усилителя второго измерительного (Л канала, a второй вход триггера второго измерителя временных и нтервалов к выходу импульсного генератора первого измерительного канала, выход счетчика первого измерителя временных интервалов соединен с входом индикатора , выход счетчика второго измерителя ; СО временных интервалов - с входом перестраиваемого дешифратора, a преобразователь компенсационного канала подключен к выходу импульсного генератора первого измерительного канала. 1C

Is> !

СОЮЗ СОВЕТСНИК

Р

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(21) 3422290/18=28 (22) 08.04.82 (46) 23.06.84. Бюл. У 23 (72) Д.Д.Балданов (53) 531. 717.534.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 597926, кл. G 01 В 17/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 868352, кл. G 01 В 17/02, 1980 (прототип). .(54)(57) БЕСКОНТАКТНЫЙ ТОЛЩИНОИЕР, содержащий синхронизатор, два измерительных канала, каждый из которых, состоит из последовательно соединенных импульсного генератора, преобразователя и селективного усилителя, импульсный генератор первого измерительного канала управляющим входом подключен к выходу синхронизатора, второго канала — к выходу селективного усилителя первого измерительно" го канала, компенсационный канал, состоящий из электроакустически последовательно соединенных преобразователя, рефлектора и селективного усилителя, два измерителя временных интервалов, генератор квантующих импульсов и индикатор, о т л и ч а юшийся. тем, что, с целью повыше,SU„„1099102 A ния точности измерений и обеспечения масштабирования результата, он снабжен перестраиваемым дешифратором, выходом подключенным к управляющему ! г

- входу синхронизатора, измерителй временного интервала выполнены в виде триггера и счетчика, первый управляющий вход которого подключен к выходу триггера, второй — к выходу синхронизатора, а вход "Счет" — к выходу генератора квантующих импульсов, первые управляющие входы триггеров подключены к выходу селективного усилителя компенсационного канала, второй вход триггера первого измерителя временных интервалов — к выходу селективного усилителя второго измерительного канала, а второй вход триггера второго измерителя временных интервалов к выходу импульсного генератора первого измерительного канала, выход счетчика первого измерителя временных интервалов соединен с входом индикатора, выход счетчика второго измерителя временных интервалов — с входом перестраиваемого дешифратора, а преобразователь компенсационного канала подключен к выходу импульсного генератора первого измерительного канала.

1099102

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для автоматического измерения размеров различных объектов.

Известен бесконтактный талщиномер, содержащий электроакустически последовательна соединенные генератор возбуждения, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, усилитель, аттенюатор, а также буферный каскад, селектор, импульсный расширитель и измерительно-регистрирующий блок 1 3.

Недостатком толщиномера является необходимость калибровки перед изме- 15 рением для каждого материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 5есконтактный толщиномер, содержащий синхронизатор, два измерительных

20 канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных импульсного генератора, преобразователя и селективного усилителя, импульсный генератор первого иэмерителького канала управляющим входом подключен к выходу синхронизатора, второго канала — к выходу селективнога усилителя первого измерительного канала, компенсационный канал, состоящий из 30

/ электраакустически последовательно соединенных преобразователя, рефлектора и селективного усилитепя, два измерителя временных интервалов, генератор квантующих импульсов и индикатор (2 3.

Недостатком устройства является низкая точность измерений, связанная с погрешностью однократного измерения малых интервалов времени, опреде- 40 ляющих толщину изделия.

Кроме того, устройство не позволяет получать масштабированные результаты в виде цифровой индикации, например в метрах. 45

Целью изобретения является повышение точности измерений и обеспечение масштабирования результатов.

Поставленная цель достигается тем, что бесконтактный толщинамер, содержащий синхронизатор, два измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных импульсного генератора, преобра55 зователя и селективнаго усилителя, импульсный генератор первого измерительного какала управляющим входом .подключен к выходу синхронизатора, второго канала — к выходу селективно— го усилителя первого измерительного канала, компенсационный канал, сос—

-:îÿùèé из =-лектроакустически последовательна соединенных преобразователя, рефлектора и селективнаго усилителя, два измерителя временных интервалов, генератор квантующих импульсов и индикатор, снабжен перестраиваемым дешифратаром, выходом подключенным к управляющему входу синхронизатора, измерители временного интервала выполнены в виде триггера и счетчика, первый управляющий вход которого подключен к выходу триггера, второй — к выходу синхронизатора, а вход "Счет" — к выходу генератора квантующих импульсов, первые управляющие входы триггеров подключены к выходу селективного усилителя компенсационного канала, второй вход триггера первого измерителя временных интервалов - к выходу селективного усилителя второго измерительного канала, а второй вход триггера второго измерителя временных интервалов — к выходу импульсного генератора первого измерительного канала, выход счетчика первого измерителя временных интервалов соединен с входам индикатора, выход счетчика второго измерителя временных интервалов с входом перестраиваемога дешифратора, а преобразователь компенсационного канала подключен к выходу импульсного генератора первого измерительного канала.

На чертеже представлена блок-схема бесконтактного толщинамера.

Талщиномер содержит синхронизатор

1, первый измерительный канал, содержащий импульсный генератор 2, преобразователь 3 и селективныи усилитель аналогичный ему второй измерительный канал, содержащий импульсный генератор 5, входом подключенный к выходу селективного усилителя 4, преобразователь 6 и селективный усилитель

7,, компенсационный канал, содержащий преобразователь 8, подключенный к импульсному генератору 2, рефлектор

9 и селектарный усилитель 10, первый

11 и второй 12 измерители временных интервалов, генератор 13 квантующих импульсов, индикатор 14 и перестраиваемый дешифратор 15, выход которого подключен к управляющему вхацу синхронизатора 1.

1099102

Измерители временных интервалов выполнены одинаково и содержат каждый триггер (соответственно 16 и 17) и счетчик (18 и 19). Входы "Счет" счет— чиков 18 и 19 подключены к генератору

13 квантующих импульсов, первый управляющий вход "1" — к выходу триггеров

16 и 17, второй R — к выходу синхронизатора 1. Первые входы триггеров 16 и t7 соединены с выходом селективного усилителя 10, второй вход триггера 16 подключен к выходу селективного усилителя 7, а второй вход триггера

17 — .к выходу импульсного генератора 2. 15

Синхронизатор 1 состоит из синхрогенератора 20, элемента 21 И, делителя 22 частоты и триггера 23.

Расстояние между преобразователями

3 и 6 равно расстоянию между преобра- 20 зователем 8 и рефлектором 9.

Толщиномер работает следующим образом.

Синхрогенератор 20 синхронизатора

1 периодически вырабатывает импульсы с частотой с, например 1 кГц, которые поступают на входы элемента 21 И и делителя 22. Делитель 22 частоты производит деление с коэффициентом г(и формирует на своем выхо- . ЗО де короткий импульс с частотой /k.

Выходной импульс делителя 22 частоты устанавливает на выходе триггера

23 состояние "1", а на выходах счетчиков 18 и 19 — состояние "0". Триггер 23, в свою очередь, открывает элемент 21 И, который начинает пропускать импульсы синхрогенератора 20 для запуска импульсного генератора 2.

Импульсный генератор 2 одновремен- 4О но возбуждает преобразователи 3 и 8, которые излучают импульсы ультразвуковых колебаний во внешнюю среду.

Эти импульсы после отражения от поверхности изделия и рефлектора 9 по- 45 падают соответственно на преобразователи 3 и 8, преобразуются в электрические импульсы и усиливаются селективными усилителями 4 и 10. Импульс с выхода усилителя 4 запускает им" пульсный генератор 5, сигнал которого возбуждает ультразвуковой импульс в преобразователе 6, котбрый, распространяясь во внешней среде, отражается от обратной поверхности иэделия, 55 регистрируется преобразователец 6 и

i усиливается селективным усилителем 7.

Эхо-импульс с выхода усилителя 10 поступает на вход измерителей 11 и

12 временных интервалов как стоп-сигнал, а импульсы генератора 2 и селективного усилителя 7 как старт-сигнаЛ61 .

Триггеры 16 и 17 при помощи этих старт- и стоп-сигналов формируют в каждом цикле зондирования импульсы длительностью Т„=2Н/с в первом измерителе 11 временных интервалов и

Т =2 L/с — во втором измерителе 12 временных интервалов, где 1» — расстояние между преобразователями 3 и

6, Н - толщина иэделия и с — скорость ультразвука во внешней среде. Эти временные интервалы измеряют посредством набора счетчиками 18 и 19 импульсов с частотой квантования (обычно несколько десятков мегагерц).

Так эа один цикл измерений в измерителе 11 накапливается число импульсов

М„=Тн/f, в измерителе 12 — М1 =Т1 . г

Процесс зондирования ведет к накоплению в счетчиках 18 и 19 импульсов, продолжается до тех пор пока в счетчике 19 не накопится число импульсов, раВное М =L10, где 1 целое число, определяющее точность измерения.

В момент накопления на счетчике 19 числа М м перестраиваемый дешифратор

15 формирует импульс, переключающий триггер 23 в состояние "0" н,закрывающий элемент 21 И. Измерения прекращаются, и на индикаторе появляется результат измерения толщины Н

"МЪМ-" И =n" Tífá 1 где

L.10 с 10

Йм " г

"х

Следующий цикл измерений начинается с формирования нового импульса де- лителем 22 частоты.

Результат измерений фиксируется в виде целого числа импульсов, записанных на счетчик 18, а необходимые цоли линейной размерности обеспечивают-. ся переносом запятой в индикаторе 14.

Предлагаем61й бесконтактный толщиномер позволяет уменьшить погрешность измерений за счет применения статис- тической обработки результата, а так" же автоматически масштабировать результат в десятичной, позиционной системе счисления.

1099102

Составитель В.Гордиенко

Редактор С.Патрушева Техред Л.Коцюбняк

Корректор О.Тигор

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

Заказ 4340/29 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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