Способ ультразвукового измерения толщины движущегося изделия и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для автоматизированного непрерывного измерения толщины движущихся изделий в процессе их обработки или транспортировки на конвейере. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины движущегося изделия. Эта цель достигается за счет исключения влияния флуктуации траектории движения изделия на точность измерения путем задержки возбуждающего импульса в основном измерительном канале, содержащем ближний к поверхности изделия ультразвуковой преобразователь, в каждом последующем такте озвучивания на время, равное половине разности времен прихода отраженных сигналов в основных измерительных каналах в предыдущем такте озвучивания, причем указанный измерительный канал определяют по знаку этой полуразности. Устройство для реализации этого способа содержит дополнительно блок вычитания и управляемую линию задержки, синхронизатор, четыре ключа и два элемента ИЛИ. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5И 4 б 01 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4316886/25-28 (22) 13.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (?2) И. Л. Афисов и P. Д. Квирикашвили (53) 531.717 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 393667, кл. G 01 N 29/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 485377, кл. G 01 Х 29/04, 1974, (54) СПОСОБ УЛЪТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛШИНЫ ДВИЖУШЕГОСЯ

ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для автоматизированного непрерывного измерения толщины движущихся изделий в процессе их обработки или

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для автоматизированного непрерывного измерения толщины движущихся изделий в процессе их обработки или транспортирования на конвейере.

Цель изобретения — повышение точности измерения толщины движущегося изделия путем исключения влияняи флуктуаций траектории движения изделия на точность измерения.

На чертеже представлена структурная схема автоматического ультразвукового толщиномера, реализующего предлагаемый способ.

Способ ультразвукового измерения толщины движущихся изделий заключается в следующем.

„„Я0„„1483252 А1 транспортировки на конвейере. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины движущегося изделия. Эта цель достигается за счет исключения влияния флуктуации траектории движения изделия на точность измерения путем задержки возбуждающего импульса в основном измерительном канале, содержащем ближний к поверхности изделия ультразвуковой преобразователь, в каждом последующем такте озвучивания на время, равное половине разности времен прихода отраженных сигналов в основных измерительных каналах в предыдущем такте озвучивания, причем указанный измерительный канал определяют по знаку этой полуразности. Устройство для реализации этого способа содержит дополнительно блок вычитания и управляемую линию задержки, синхронизатор, четыре ключа и два элемента ИЛИ. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Исключение влияния флуктуаций траектории движения изделия на точность измерения толщины предлагаемым способом достигается за счет приближения к сннхронизму моментов отражения ультразвуковых импульсов от противоположных сторон контролируемого изделия, несмотря на имеющуюся в момент озвучивания асимметрию расположения ультразвуковых преобразователей измерительных каналов относительно поверхностей изделия. Формируется задержка возбуждающего импульса в измерительном канале, содержащем ближний к поверхности изделия ультразвуковой преобразователь, эквивалентная центровке изделия относительно ультразвуковых преобразователей путем отодвигания ближнего к поверхности изделия ультразвукового преобразователя на расстояние

1483252

V;>=Xi — Х2, (1) где xi и х2 — соответственно расстояния от поверхности изделия до дальнего и ближнего ультразвуковых преобразователей измерительных каналов в момент озвучивания.

Значения хi и х2 определяются време«ем зондирования xi и х2 и связаны с ними известным соотношением

10 (2) где V — скорость распространения звука в среде, через которую ведется озвучивание. 15

С учетом (2) и (1) определяется время задержки

4= — " — = — — - (3) 17 2

В зависимости от знака выражения (3) определяют измерительный канал, со- 20 держащий ближний к поверхности изделия ультразвуковой преобразователь, в котором и осуществляют задержку возбуждающего импульса.

Автоматический ультразвуковой толщиномер содержит регистратор 1, два основных измерительных канала 2 и 3 с ультразвуковыми преобразователями, расположенных с противоположных сторон контролируемого изделия 4 на некотором расстоянии 1, дополнительный измерительный канал 5 с рефлектором 6, основной блок 7 вы чита ни я, входы которого подключены к соответствующим выходам основных 2 и 3 и дополнительного 5 каналов, а выход — к регистратору 1, последовательно соединенные дополнительный блок 8 вычитания, осушествляющий выполнение операции t,— t, и управляемая линия 9 задержки, синхронизатор 10, четыре ключа 11, 12, 13, 14, два элемента ИЛИ 15 и 16, причем входы дополнительного блока 8 вычитания подключены к выходам основных измери- 40 тельных каналов 2 и 3, входы первого 11 и четвертого 14 ключей соединены со вторым выходом дополнительного блока вычитания, а второго 12 и третьего 13 ключей — с его третьим выходом, управляющие входы второго 12 и четвертого 14 ключей соединены с выходом управляющей линии 9 задержки, входы первого элемента ИЛИ 15 подключены к выходам соответственно первого 11 и второго 12 ключей, а входы второго элемента ИЛИ 16— к выходам третьего 13 и четвертого 14 ключей. Выходы элементов ИЛИ 15 и 16 подключены соответственно к управляюшим входам основных каналов 2 и 3. Управляющие входы дополнительного измерительного канала 5, управляемой линии 9 за- 55 держки, второго 12 и третьего 13 ключей подключены к синхронизатору 10.

При симметричном расположении ультразвуковых преобразователей основных измерительных каналов 2 и 3 относительно контролируемого изделия 4 и отсутствии флуктуаций траектории его движения толщиномер работает обычным способом; при этом на блок 7 вычитания поступают отраженные сигналы, принятые преобразователями осноных измерительных каналов 2 и 3 — (ti и t2) и отраженный сигнал дополнительного измерительного канала 5— (Т), соответствующий двойному расстоянию

1 до рефлектора 6. В результате определяется толщина изделия в соответствии с выражением:

Т вЂ” (1 (2 (4) Значение измеренной толщины изделия отображается регистратором 1.

В этом случае время зондирования в обоих основных измерительных каналах 2 и 3 равны (ti=t2) и на первом выходе дополнительного блока 8 вычитания формируется сигнал логического нуля: Задержка времени линией 9 задержки также равна О. Одновременно на втором и третьем выходах дополнительного блока 8 вычитания формируются сигналы логической единицы, и оба основных измерительных канала 2 и 3 продолжают управляться синхронизатором 10.

При нарушении симметрии эхо-локационных времяизмерительных каналов относительно изделия 4 срабатывает дополнительный блок 8 вычитания. На его первом выходе появляется сигнал, равный «олуразности времен зондирования в первом и втором каналах 2 и 3 и выставляю«ièé на управляемой линии 9 задержки соответствующее время задержки.

Так, например, при наличии на втором выходе дополнительного блока 8 вычитания сигнала логической единицы (t )t2) с задержкой работает измерительный канал 2.

Канал 3 в это время работает от синхронизатора 10 и, наоборот, при t (t2 с задержкой работает измерительный канал 3, а канал 2 работает от синхронизатора 10.

При следующем такте озвучивания процесс повторяется, и так до тех пор, пока не будет выполнено условие tl=t2+t3.

Использование предлагаемого способа измерения толщины движущегося изделия и конструкция автоматического ультразвукового толгциномера позволяет по сравнению с известным резко снизить влияние колебаний положения контролируемого изделия в зазоре между преобразователями измерительных каналов, флуктуаций траектории движения изделия на процесс формирования измерительной информации и тем самым увеличить точность измерения толщины изделий.

Формула изобретения

1. Способ ультразвукового измерения толщины движущегося изделия, заключаю1483252

Составитель В. Кольцов

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор A. Обруиар

Заказ 2814/36 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 щийся в том, что с помощью двух измерительных каналов, образованных по разные стороны изделия, излучают и принимают отраженные от его поверхности ультразвуковые импульсы, излучают и принимают ультразвуковые импульсы в эталонном канале и по времени распространения ультразвуковых импульсов в измерительных и эталонном каналах определяют толщину изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения толщины дви- "О жущегося изделия путем исключения влияния флуктуаций траектории движения изделия, сравнивают времена распространения ультразвуковых импульсов в измерительных каналах и при их неравенстве в следующем такте измерений излучают ультразвуковой импульс в одном из измерительных каналов с задержкой относительно другого измерительного канала, равной половине разности времен.

2. Устройство для ультразвукового изме- 2о рения толщины движу1цегося изделия, содержащее регистратор, два основных измерительных канала, предназначенных для установки с противоположных сторон контролируемого изделия, дополнительный измерительный канал, блок вычитания, входы кото- 25 рого подключены к выходам основных и дополнительного измерительных каналов, а выход — к регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения толщины движущегося изделия путем исключения влияния флуктуаций траектории движения изделия на точность измерения, он снабжен последовательно соединенными дополнительным блоком вычитания, входы которого соединены с выходами основных измерительных каналов, и управляемой линией задержки, синхронизатором, четырьмя ключами, первым элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и второго ключей, а выход — с входом одного из основных измерительных каналов, и вторым элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого ключей, а выход — с входом другого основного измерительного канала, входы первого и четвертого ключей соединены с вторым выходом дополнительного блока вычитания, входы второго и третьего ключей — с его третьим выходом, управляющие входы второго и четвертого ключей соединены с выходом управляемой линии задержки, а управляющие входы дополнительного измерительного канала, управляемой линии задержки, первого и третьего ключей — с выходом синхронизатора.