Способ бесконтактного измерения физических параметров сред

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ542905 Сооз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з б 01 В 17/02 Государственный комитет Совета Министров СССР(088.8) па делам изобретений и открытий(71) Заявители Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт Цветметавтоматика(54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СРЕДИзобретение относится к областям металлургии, машиностроения и может быть использовано для измерения толщины тонколпстового материала в потоке (например прокатываемой металлической фольги из бериллиевой бронзы, меди, ее сплавов и т, д.).Известны способы измерения физических параметров сред, например толщины проката, путем возбуждения излучателя ультразвуковых колебаний и излучения в направлении контролируемой среды узкоспектрального импульса колебаний, четверть средней длины волны которых устанавливают больше максимальной толщины контролируемой среды.Недостатком известного способа является излучение ультразвуковых колебаний с одной стороны, а прием информативных ультразвуковых колебаний - с другой стороны контролируемого материала. Это ограничивает область применения способа, используемого лишь после заправки контролируемого материала в прокатный стан, В результате этого неконтролируемые передние и задние концы полосы выходят из полей допусков и их обрезают в отходы, достигающие 100 н от выхода годного материала.Известен также способ бесконтактного измерения физических параметров сред, например толщины проката, основанный на измеренип параметров контролируемого материала в полупространстве излучения путем излучения ультразвуковых колебаний в импульсном режиме, преобразования отраженных и (или) возбужденных контролируемой средой ультразвуковых колебаний в постоянное напряжение, по величине которого определяют контролируемый параметр, Этим сособов невозможно обеспечить измерение прп изменении расстоя ния до контролируемого материала.Целью изобретения является обеспечениеВозможности измерений прп изменении расстояния до контролируемого материала.Это обеспечивается тем, что по предлагае мому способу прием отраженных и (плп) возбужденных контролируемой средой ультразвуковьх колебаний производят в паузы излучения.На чертеже представлен пример осуществле ния описываемого способа.Задающий генератор 1 соединен с блокомразвязки 2 и с излучателем 3 ультразвуковых (УЗ) колебаний, которь й излучает УЗ колебания 4 в сторону контролируемой среды 5,тол щпноГ, гапример, 10 хкз. Блок приема 6,преобразователь 7 и показывающий прибор 8 соединены последовательно.Задаю;цпм генератором 1 вырабатываютпряхоугольные импульсы и подают пх на блок542905 с и Изд.103Типографии, пр. Сапунова,Заказ 29 ИИП Тираж 89 Подпиоио развязки 2, а также - па возбуждение излучателя 3, при помощи которого излучают УЗ колебания 4 в звукопроводное полупрострапство с контролируемой средой 5. Четверть средней длины волны УЗ колебаний 4 устанавливают намного больше максимальной толщины контролируемой среды 5, УЗ колебания 4 создают у границы контролируемой среды 5 чередующиеся зоны повышсш 1 ого давления и разрежения. Прп оговоренном соотношении длины волны УЗ колебаний 4 и толщины контролируемой среды 5 последняя начинает вести себя как упругая оболочка, совершающая вынухкденные колебания с частотой заполнения УЗ импульсов, т. е, с частотой колебания, обращенной к контролируемой среде 5 поверхности излучателя 3. Отраженные и возбужденные контролируемой средой УЗ колебания принимают в паузе излучения излучателем 3 (илп разделенным приемником). Амплитуда возбужденных контролируемой средой 5 УЗ колебаний зависит прямо пропорционально от ее упругих постоянных и обратно пропорционально от толщины, так как в процессе прокатки одной и той же контролируемой среды 5 ее упругие постоянные не меняются, а толщина в приведенном примере изменяется в обе стороны от номинала 10 мкм, то амплитуда принятых УЗ колебаний будет изменяться обратно пропорционально этой толщине. В случае увеличения толщины коптролирусмой среды 5 до критической, например более 500 мкм, прп которой вынужденные колебания отсутствуют, информацию о параметрах этой среды несут УЗ колебания, 5 отракенные от ее противоположной (верхней)границы. При этом предпочтительнее применение иммерспонного метода ввода УЗ колебаний 4. Принятые УЗ колебания усиливают блоком приема 6, если через блок развязки 2 10 не поступают сигналы запрета, присутствующие во время излучения УЗ колебаний 4. Затем принятые УЗ колебания преобразуют в постоянное напряжение преобразователем 7 и определяют толщину контролируемой среды 5 15 при помощи показывающего прибора 8. Фор мул а изобретенияСпособ бесконтактного измерения физических параметров сред, например толщины 20 проката, путем излучения ультразвуковых колебаний в импульсном режиме, преобразования отраженных контролируемой средой ультразвуковых колебаний в постоянное напряжение, по величине которого определяют контро лируемый параметр, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения возможности измерений прп изменении расстояния до контролируемого материала, прием отраженных контролируемой средой ультразвуковых колебаний 30 производят в паузы излучения.