Электромагнитно-акустический толщиномер

 

ОП ИСАНИЕ(У21У4

ИЗОВ ЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.10.77 (21) 2530609/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 15,03,80. Бюллетень Рй 10

Дата опубликования описания 18.03.80 (51 } M. Кл.

С 01 N 29/04

Гфеудврственнье кввттет

СССР па делам кзабратенмй к еткрктю (53) УД К 6 20. 1 7 9.

° 16 (088.8 ) (72) Автор изобретения

В. С. Зельцер

Ленинградский институт водного транспорта „-

1 (71) Заявитель

{54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ТОЛШИНОМЕР

Изобретение относится к области контрольно -измерительной техники и может быть использовано для ультразвукового контроля толщины металлических изделий в металлургии, машиностроении и других отраслях, Известе н ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер, в котором возбуждение и прием упругих колебаний производится с помощью пьезоэлектрических преобразователей 1)

1О

Недостатком его является необходимость в жидкостном акустическом контак те между преобразователем и изделием, что резко ограничивает его эксплуатаци15 онные возможности, в частности скорость контроли.

Наиболее близким по технической cymности к изобретению является электромагнитно-акустический (ЭМА) толщиномер $23, . содержащий синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ЭМА преобразователь, усилитель, индикатор результатов измерения. Благодаря отсутствию акустического контакта между ЭМА преобразователем и контролируемым изделием он обеспечивает более высокие скорости контроля, позволяет измерять толщину металлических изделий, покрытых слоем краски или окалины.

Недостатком известного устройства является повышенный расход энергии, поскольку каждый замер толщины требует нескольких циклов работы прибора, т.е. нескольких посылок. Кроме того, в известном измерителе возможно возникновение дополнительной погрешности из-за наличия дополнительных импульсов, которые имеются в паузе между основныл и. Д ополнительные импульсы являются специфическими для ЭМА толщинол1еров, работающих на сдвиговых упругих колебаниях.

Целью изобретения является снижали» потребляемой энергии и повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что то.пипномер снабжен последоват .льпо г(дин пHblMH lIHKoBblM Q тс ктОт o;4, подкл, l

721746 тель 7 нормализует импульсы с цепочки

6 по амплитуде для управления регистром памяти.

Таким образом, момент последнего пропадания сигнала на выходе дифференцирующей цепи 6 соответствует наибольшему максимуму сигнала на выходе усилителя 4, т.е. моменту прихода основного импульса. Сброшенный на нуль в начале посылки зойдирующего импульса счетчик

12 непрерывно считает импульсы, поступающие с генератора 11 счетных импульсов. При поступлении на регистр 8 памяти сигнала с дифференцируюшей цепи 6, усиленного и ограниченного по амплитуде усилителем-ограничителем 7, в него переписываются текущие показания счетчика. Последняя запись будет соответствовать времени прихода основного эхо-импульса, и, следовательно, записанное в регистр 8 памяти число будет пропорционально толщине изделия. Выделение наибольшего максимума сигнала обеспечивает устранение влияния дополнительных импульсов, возникающих при больших колебаниях зазора между электромагнитноакустическим преобразователем и контролируемым изделием.

Дополнительные импульсы имеют в несколько раз меньшую амплитуду, чем основной, но выделение последнего возможно только по максимуму относительной амплитуды по отношению к дополнительным импульсам, так как абсолютная амплитуда при изменениях зазора между электромагнитно-акустическим преобразователем и контролируемым изделием претерпевает значительные колебания.

Записанное в регистр 8 памяти число дешифрируется дешифратором 9 и подается на индикатор 10.

Поскольку весь цикл измерения происходит за одну посылку зондирующего импульса, энергопотребление снижено до минимума. Работа толшиномера может быть построена по принципу одиночных замеров. В этом случае синхронизатор

1 представляет собой генератор одиночных импульсов, запускаемый, например, с помощью кнопки. Это позволяет дополнительно увеличить максимальное значеwe рабочего зазора.

Электромагнитно-GK)c TH lee KHH Tet tt|l itномер, содержащий последоватолt но <. о.— своим входом к выходу усилителя, дифференцирующей цепочкой, усилителел -ограничителем, регистром памяти, связанным с усилителем-ограничителем своим управляющим входом, и дешифратором, связан- 5 ным с индикатором, а также соединенными последовательно генератором счетных импульсов и счетчиком, выходы которого подключены к информационным входам ре-!

О гистра памяти, à его установочный вход подключен к синхронизатору.

На чертеже изображена функциональная блок-схема толщиномера.

Толщиномер содержит синхронизатор 1, 15 соединенный с генератором 2 зондирующих импульсов, к выходу которого подключен элвктромагнитно-акустический преобразователь 3, соединенные последовательно усилитель 4 принятых сигналов и пиковый

20 детектор 5, дифференцирующую цепочку 6, усилитель-ограничитель 7, регистр 8 памяти. К выходу регистра 8 памяти присоединен дешифратор 9, связанный по выходу с индикатором 10 результатов измерения.

Толщиномер содержит также последовательно соединенные генератор 11 счетных импульсов и счетчик 12, Установочный вход счетчика 12 подключен к синхронизатору 1, а его выходы — к информационным входам регистра 8.

В качестве источника магнитного поля может использоваться постоянный магнит или импульсный электромагнит. В по35 следнем случае синхронизатор 1 должен включать в себя блок задержки, включенный перед выходом на генератор 2 зондирующих импульсов и счетчик 12. Усилитель 4 может иметь запираемый каскад, 4 связанный с синхронизатором 1.

Толщиномер работает следующим об« разом.

Синхронизатор 1 запускает генератор

2, зондирующий импульс которого, воздействуя на преобразователь 3, приводит к возбуждению ультразвука. Принятые эхо-импульсы усиливаются усилителем 4 и подаются на пиковый детектор 5. Одновременно с зондирующим импульсом счетчик 12 сбрасывается на нуль и начинает счет импульсов генератора 11. Пиковый детектор 5 обеспечивает запоминание ам. плитуды л<аксимального из ранее пришедших Отраженных импульсoB, дифференци» руюшая цепь 6 дает выходной сигнал во Формула изобретения время нарастания напряжения пришедшего импульса над запомненным ранее пиковым детектором у ровном, усилитель-огрвничп5 7217 диненные синхронизатор, генератор зон- дирующих импульсов, преобразователь, имеющий также индикатор результатов измерения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения потребляемой энер- гни и повышения точности измерения, он снабжен последовательно соединенными пиковым детектором, подключенным своим входом к выходу усилителя, дифференцируюшей цепочкой, усилителем ограничите- 1о лем, регистром памяти, связанным с усилителем-ограничителем своим управляющим входом, и дешифратором, связанным с индикатором, а также соединенными последовательно генератором счетных импульсов и счетчиком, выходы которого подключены к информационным входам регистра памяти, а его установочный вход подключен к синхронизвтору.

Источники информации, принятые sa внимание при экспертизе

1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник под ред. В. В. Клюева, М., Машиностроение, 1976.

2. Сборник трудов Челябинского политехнического института l4 150. Челябинск, 1974, с. 178(прототип).

Составитель Т. Головкина

Редактор H. Аристова Техред О. Легеза Корректор Е.

Е Панн

Заказ 123/36 Тираж 1019 Подписное

БНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, Раушсквя нвб., д. 4/5

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