Ультразвуковой измеритель линейных величин

 

OllNCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii998861

Союз Советских

Социалистических

Республик (6t) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Заявлено Об . 01. 81 (2) ) 3229784/18-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 230283 Бюллетень ¹ 7 (%11М. Ктт.з а 01 В 17/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3) УДК620 ° 179. 16 (088 8) Дата опубликования описания 23.02,83

l, р

,-Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова

;(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может .быть использовано в машиностроении для контроля диаметра, преимущественно крупногабаритных иэделий, обрабатываемых на токарных станках, например, валов турбин энергетических установок.

Известен толщиномер, содержащий импульсный генератор, ультразвуковой преобразователь, усилитель-селектор

-и схему измерения времени распространения колебаний в изделии (1).

Недостатком этого толщиномера является, большая погрешность измерений, связанная с- нестабильностью скорости звука в изделии при изменениях температуры и состава материала изделия.

Известен ультразвуковой измеритель линейных величин, содержащий измерительный канал-, включающий импульсный генератор, подключенные к одному из его выходов пьеэопреобразователь и усилитель-селектор, а к другому его выходу -.формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный к второму входу усилителясехюктора, опорный канал, размещенный в зоне измерений, и включашаий обра-.. зующие синхрокольцо второй нмпульс-. г ный генератор, соединенный с иим второй пьезопреобразователь, усилитель-селектор, входом соединенный со вторым пьезопреобразователем, а выходом — со вторым импульсным генератором, и рефлектор, времяизмерительный блок, подключенный входом к . выходу усилителя-селектора измерительного канала и соединенный с,времяизмерительным блоком, и регистратор (2 ).

Недостатком известного измерителя является невысокое качество коррекций температурной погрешности, обус) ловленное значительным удалением акустического тракта опорного канала от ак„.ñòè÷åñêèõ трактов основных ка- налов, особенно при контроле крупногабаритных иэделий. Кроме того, в нем имеется аппаратурная погрешность, обусловленная низкой крутизной перед-него фронта импульсов, поступакипих на вход времянэмерительного блока.и на запуск импульсного генератора ос»

2 новного канала.

Цель изобретения — повышение точ« ности измерений.

Для достижения поставленной цели . в ультразвуковом измерителе линейЗО ных величин, содержащем нэмеритель998 8б1 ный канал, включающий импульсный генератор, подключенные к одному из его выходов пьеэопреобраэователь и усилитель-селектор, а к другому его выходу — формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный ко второму входу усилителя-селектора, опорный канал, размещенный в зоне измерений, и включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генератор, соединенный с ним второй пьеэопреобраэователь, усилитель-селектор, входом соединенный со вторым пьеэопреобраэователем, а выходом — co вторым импульсным генератором, и рефлектор, времяизмерительный блок, подклю- 15 ченный. входом к выходу усилителяселектора измерительного канала и соединенный с времяизмерительным блоком, и регистратор, второй выход импульсного генератора опорного кана- gg ла подключен к управляющему входу импульсного генератора измерительного канала, а выход усилителя-селектора опорного канала — к втором, входу времяизмерительного блока, а расстояние L между рефлектором и пъезопреобразователем опорного канала определено соотношением L o 7 L vr L — R mini где Ь о- расстояние от оси.. изделия до пьезопреобраэователя измерительного канала, К п„. — минимальное значение, которое может .принимать радиус контролируемого изделия 11.

На чертеже представлена стуруктурная схема изделия.

Ультразвуковой измеритель линейных величин содержит измерительный канал, включающий импульсный генера- ф) тор 1, подключенные к одному иэ его выходов пьезопреобразователь 2 и усилитель-селектор 3, а к другому его выходу - формирователь 4 селекторных импульсов, выходом подключенный ко второму входу усилителя-селектора 3, опорный канал,.размещенный в зоне измерений, включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генератор

5, соединенный с ним второй пьеэо-преобраэователь б, усилитель-селектор

7, входом соединенный со вторым пье . эопреобраэователем, а выходом — вторым импульсным генератором 5, и рефлектор 8, времяизмерительный блок

9, подключенный к выходу усилителяселектора 3 измерительного канала и соединенный с времяизмерительным блоком 9, и регистратор 10. Второй выход импульсного генератора 5 опорного канала подключен к управляющему вхо- 60 ду импульсного генератора 1 измерительного канала, а выход усилителяселектора 7 опорного канала — к второму входу времяиэмерительного блока

9. Расстояние 1 между рефлектором

8 и пьеэопреобразователем б опорного канала определяется соотношением

О И 1И где — расстояние от оси изделия.

11 до пьеэопреобразователя

2 измерительного канала, К,„-„ — минимальное значение, которое может принимать радиус контролируемого изделия 11.

Работает измеритель следующим образом.

Ультразвуковой преобразователь б возбуждается импульсным генератором 5 и лоцирует рефлектор 8. Эхо-им. пульс принимается преобразователем б и поступает на усилитель-селектор

7, в котором производится его: селекция от импульсов многократного отражения и формирование импульсов, поступающих на времяизмерительный блок

9. Генератор 5 работает в режиме автоподстройки частоты. В результате формируется синхропоследовательность импульсов, период которой определяется временем распространения ультразвукового импульса до рефлектора 8 и 06ратно.

Импульсами с генератора 5 запускается импульсный генератор 1 иэмери-. тельного канала, возбуждающий ультра звуковой преобразователь 2. Импульсом с генератора 1 запускается также формирователь 4 селекторных импульсов, запирающих усилитель 3 на время, пока íà его входе присутствует зондирующий импульс. Эхо-импульс от поверх.-. ности изделия 11 усиливается, селектируется от импульсов многократного отражения и зондирующего импульса и формируется усилителем-селектором

3 для подачи на времяиэмерительный блок 9.

На второй вход времяизмерительного блока 9 поступает эхо-импульс с выхода усилителя-селектора 7, следующий за зхо-импульсом с усилителя 3.

3а счет отсечки этого эхо-импульса от импульсов многократного отражения и его усиления обеспечивается высокая крутизна переднего фронта эхо-импульса на втором входе блока

9. Тем самым повышается точность измерения временного интервала между входными импульсами блока 9, выходной сигнал которого пропорционален отношению временных интервалов к периоду их следования, задаваемому синхрокольцом.

Кроме того, контроль отклонения размера К от некоторой минимальной величины R >„ „ no сравнению с контролем полного размера также создает возможность повышения точности измерений.

Использование предлагаемого уст - ройства обеспечивает повышенную надежность в эксплуатации, уменьшение

998861

Формула изобретения

ЭНИИПИ Заказ 1127/62 Тираж 600 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,: ул.Проектная,4 стоимости и снижение затрат на реМонт. Уменьшение габаритов, наличие только одного канала эхо-локации изделия облегчает установку прибора на действующем технологическо:л оборудовании и создает реальную воэможность использования измерителя для контроля таких иэделий, как валы турбин, измерение радиуса которых настоящее время осуществляется с помощью несовершенных механических из-. 10 мерителей.

Ультразвуковой измеритель линейных величин, содержащий измерительный канал, включащий импульсный генератор, подключенные к одному иэ его выходов пьеэопреобраэователь и . усилитель-селектор, а к другому его выходу — формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный к второму входу усилителя-селектора, оп рный канал, размещенный в зоне измерений, и включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генера. тор, соединенный с ним второй пьезопреобразователь, усилитель-селектор, входом соединенный с вторым ньезопре образователем, а выходом — с вторым импульсным генератором, и рефлектор, врем.сизмерительный блок, подключенный входом к выходу усилителя-селектора измерительного канала и соединенный с времяиэмерительным блоком, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повыаенич точности, второй выход импульсного генератора опорного канала подключен к .управляющему входу импульсного генератора измерительного канала, а выход усилителя-селектора опорного канала - к второму входу времяиэмерительного блока, а расстояние L ..между рефлекто» ром и пьезопреобраэователем опорного канала определено соотношением

1 1 о L o- щи, где Ьр — расстояние от оси изделия

"до пьезопреобразователя измеритеЛьного канала, К,;,„ — минимальное значение, которое может принимать радиус контролируемого изделия.

Источники информации, принятые Во внимание.при экспертизе

1. Патент СШй 9 3339403, кл. 73-67.9, 1977..

2. Авторское свидетельство СССР

9.393667, кл. G 01 И 29/00, 1973 (lIPOTOTHII) °