Способ определения толщины изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относнтсп к неразрушающему ультразвуковому контролю качества и может быть использовано для измерения толщины изделий, из:любых материалов при одностороннем доступе к их поверхностям. Цель изобретения - повышение точности измерения толщины изделий. Изменением толщины контактного слоя добиваются равенства резонансных частот в трехкомпонентной системе пьезопреобразопатель - жидкостный коитактньп слой - контролируемое изделие и в двухкомпонентной системе пьезопреобразователь - ямдкостный контактный слой. По равной резонансной частоте определяют толщину контролируемого изделяя. Для осуществления способа используют устройство, содержащее основную и дополнительную пьезопластины, корпус, держатель, на котором закреплены основная н дополнительная пьезопластины и который установлен в корпусе с возможностью перемещения, микрометрический винт, шарнирно связанный с держателем и с помощью винтового соединения с корпусом, а также пассивную пьезопластину, идентичную основной и дополнительной пьезопластинам. Основная и дополнительная пьезопластины акустически нагружены через контактные жидкости соответственно на контролируемое изделие и пассивную пьезопластину. Причем скорость распространения ультразвуковых колебаний в 7 кдкости, которой заполнена полость, образованная корпусом, основной пьезопластиной и контролируемьтм изделием, в два раза выше, чем скорость распространения ультразвуковых колебаний в жидкости, которой заполне™ на полость, образованная корпусом, дcлoлниteльнoй и пассивной пьезопластинами. Акустическая система, образованная дополнительной пьезопластиной, жидкостньм контактным слоем и пассивной пьезопластиной, представляет собой , модель двухкомпонентной системы пьезопластина - жидкостный контактный слой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л CZ со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5l)5 G 01 В !7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

: (46) 30. 12. 90. Бюл. Р 48 (21) 41699! 4/25-28 (22) 29 ° 12.86 (72).С.А. Шерашов, А.Х. Мурниекс, В.Б. Кузнецов tt М.И. Манжелий (53) 534.232(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 896412, кл. G О! В 17/02, (985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 8964 13, кл. 0 01 В 17/02, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕПЕППЯ ТОЛЩИПЫ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю качества и может быть использовано для измерения толщины изделий из:любых материалов при одностороннем доступе к их поверхностям. Цель иэоб" ретения — повышение точности измерения толщины иэделий. Изменением толщины контактного слоя добиваются равенства резонансных частот в трехкомпонентной системе пьезопреобраэо" ватель — жидкостный контактный слой.контролируемое изделие и в двухкомпонентной системе пьезопреобраэователь - жидкостный контактный слой.

По равной резонансной частоте определяют толщину контролируемого изделия. Для осущ ствления способа ис1 пользуют устройство, содержащее ос„„SU „,1422797 А1 ионную и дополнительную пьезопластнны, корпус, держатель, на котором закреплены основная и дополнительная пьезопластииы и который установлен в корпусе с воэможностью перемещения, микрометрический винт, шарнирно связанный с. держателем и с помощью нинтоного соединения с корпусом, а также пассивную пьезопластину, идентичную основной и дополнительной пьезопластинам. Основная и дополнительная пьезопластины акустически нагружены через контактные жидкости соответственно на контролируемое изделие и пассивную пьезопластину. Причем скорость распространения ультразвуковык колебаний в «-идкостп, которой заполнена полость, образованная корпусом, основ- /ф ной пьезопластиной и контролируемым изделием, в два раза выше, чем ско- С рость распространения ультразвуковых колебаншх в жидкости, которой заполне- Я на полость, образованная корпусом, дсполш1тельной и пассивной пьезопластинами. Акустическая система, образованная дополнительной пьезопластиной, . жидкостным контактным слоем и пассивной пьезопластиной, представляет собой модель двухкомпонснтной системы пьезо- р пластина «KHgKQcTtlbtH контактный слой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1 14227

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю и может быть использовано для измерения толщины изделий из любых материалов при одностороннем доступе к ях поверхностям.

Цель изобретения — повышение точности измерения толщины изделий.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для осуществления способа, на Фиг.. 2 показаны графики зависимости резонансной частоты трехкомпоненткой системы пьезопреобразователь-жидкостный контактный слой — контролируемое иэделие (сплошные линии) и

15 двухкомпонентной. системы пьеэопреобразователь — жидкостный контактный слой (пунктирная линия) от толщины слоя контактной жидкости.

Устройство содержит одинаковые

20 основную I и дополнительную 2 пьезопластикы, служащие для возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК). Пье" зопластияы 1 и 2 электрически.объединены между собой и закреплены на общем держателе 3 который может перемещаться внутри корпуса 4 микрометрическим винтом 5, связанным шар-. нирно с держателем 3 к с помощью резьбового соединения с корпусом 4.

ЗО

Под дополнительной пьезопластиной 2 расположена с ней соосно пассивная гьеэопластияа 6, идентичная пьезопластинам .1 и 2. Она не ноз.буждает

УЗК и н резонансных явлениях участ- 35 нует как пассивный слой, Эта пьеэо пластина закреплена на регулировочнам диске 7, который связан с корпусом 4 с помощью резьбового соедине" ния и обеспечивает возможность кор- 40 ректиронки расстояния между пьезопластннами 2 и 6. Кроме того, регулировочкь1й диск 7 герметизирует лоб кальную полость 8 под дополнительной пьезопластияой, которая заполнена «15 жидкостью со скоростью распространения н ней ультразвуковых"колебаний в два раза меньшей скорости ультразву- . ковых колебаний в жидкости, заполняю«щей локальную .полость 9 под. основной пьезопластиной 1. Акустические сопротивления обеих жидкостей одинаковые.

Способ изобретения заключается н том, что резонансная частота, одина" коная для трехкомпокентной системы пьезопреобразователь - жидкостный ,""îíòàêòíûé слой — контролируемое иэделие и двухкомпонентной системы

EEьезопреобраэователь — жидкостный

97 2 контактный слой, равна резонансной частоте ненагруженного (свободиоколеблющегося) контролируемого иэделия.

Зкая зту частоту, можно определить толщину изделия по формуле, справедливой для изделия с ненагруженными поверхностями и с

d --"2 f где с - скорость распространения УЗК н материале иэделия

f - резоканская частота;

n - -номер резонанса.

Для осуществления способа измерения толщины иэделия используется дополнительная система слоев, завися мость резонансной частоты которой оттолщины коятактного слоя полностью, совпадает с аналогичной зависимостьн для двухкомпонентной системы пьезопреобраэователь — жидкостный контактный слой. Таким образом дополнительная система является моделью днухкомпонектной системы.

Способ осуществляют следующим образом, Перед проведением измерений устанавливают зазоры между основной пьезопластиной 1 и изделием 10 и между дополнительной 2 и пассивной 6 пьезопластиками. Для этого располагают устройство ка поверхности иэделия

10 и вводят в соприкосновение с иэделием 10 основную пьезопластину 1 с помощью микрометрического винта 5.

Далее снимают устройство с изделия

10 и, вращая регулироночный диск 7, добиваются соприкосновения дополнительной 2 и пассивной 6 пьезопластик. Затем устанавливают устройство на изделие 10 и электрическими коле" баниями переменной частоты возбуждают основную 1 и дополнительную 2 пьеэопластины и определяют резонансные частоты акустических колебаний в трехкомпонентной и двухкомпонент" ной системах устройства. Изменяя тол" щину жидкостного контактного слоя, вращением микрометрического винта 5 определяют резонансную частоту, ранкую для обеих систем. Это соответстнует пересечению зависимостей резонансных частот трехкомпонентной и двухкомпонентной систем от толщины жидкостного контактного слоя (ем. фиг, 2), Используя выражение (1), определяют толщину контроляруемого иэделия.

3 14227ч

Таким образом данный способ измерения толщин изделий позволяет повысить точность измерений за счет опре деления резонансной частоты трехком5 понентной системы пьеэопреобразователь - жидкостный контактный слойконтролируемое изделие, прн которой полностью отсутствует влияние пьеэопластины и контактного слоя на контролируемое изделие.

Формула изобретения

1. Способ определения толщины иэделий, заключающийся в том, что возбуждают с помощью пьезопреобразователя через жидкостный контактный слой ультразвуковые колебания переменной частоты в контролируемом изделии, из- . меняют толщину контактного слоя и определяют резонансные частоты систе" мы пьезопреобразователь — жидкостный контактный слой " контролируемое изделие при различных значениях толщины, контактного слоя, с учетом которых определяют толщину контролируемого иэделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно определяют резонансные частоты системы пьезо"

30 преобразователь - жидкостный контактный слой при различных значениях толщины жидкостного контактного слоя, а толщину изделия определяют по резонансной частоте, одинаковой для 35 систем пьезопреобразователь — жидкостный контактный слой — KoHòðîïíруемое изделие и пьеэопреобразователь — жидкостный контактный слой.

2. Устройствэ для определения толщины изделий, содержащее корпус, держатель, установленный с воэможностью перемещения внутри корпуса, одинаковые основную и дополнительную пьеэопластины, электрически соединенные между собой и закрепленные на держателе, микрометрический винт, связанный шарнирно с держателем и посредством резьбового соединения с корпусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено регулнровочным диском, соединенным с корпусом посредством резьбового соединения и расположенным сопси с дополнитель". ной пьезопластиной, пассивной пьеэопластнной, идентичной двум другим и закрепленной на регулировочном диске, полость, образованная корпусом, дополнительной пьезопластиной и регулировочным диском, заполнена конт: ктной жидкостью, полость под основной пьезопластиной предназначена дпя заполнения рабочей контактной жилк стью с равным акустическим со" противлением, и скоростью распростра- нения ультразвуковых колебаний боль- „

В, шей, чем в первой жидкости в два раза.

1422797

: 4

Щф а - 01 Cz Cs

Вощину мадко<тиого коятактноео сжю

glyZE

Составитель С.Арбузов

Редактор Л.Волкова Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

ЮЮЮЮЮВ Ю ЮЮВЮЮ В ЮЮЮЮЮЮЮ Ю юЮ ююеюююееевееее еЮ Оюю е .

Заказ 4327 Тираж 480 Подписиае

ВНИИПИ Государствениого «омитета СССР по делам изобретений и открытнК

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

ЮФВЮМЮ Ю ° °

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4