Способ бесконтактного измерения расстояний

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2901,79 (21) 2718079/25-28 с присоединением заявки Йо С 01 В 17/00 Государственный ком итет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ1Изобретение относится к нераэруШающему контролю и может быть использовано для создания измерительной техники при решении задач автоматизации технологических процессов, например, в черной металлургии для измерения уровня расплава в конверторе или в- ковше вакууматора.Известен способ бесконтактного измерения расстояний, заключающийся в 10 том; что измеряют время прохождения электромагнитной волны до контролируемого объекта и обратно и по нему судят о расстоянии до объекта 11.Однако способ имеет низкую точ ность измерения при замере небольших расстояний, что обусловлено высокой скоростью распространения электромагнитных волн в воздухе и необходимостью измерения малых промежутков вре мени.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ бесконтактного измерения расстояний, заключающийся в том, что излучают акустическую волну в направлении контролируемого объекта, измеряют звуковое давление результирующего поля акустических колебаний, возникающего вследствие интерференции излучаемой и отраженной от объекта акустических волн,и по звуковому давлению судят о величине расстояния 2,Недостатки способа заключаются втом, что он не обеспечивает измерениерасстояниядо контролируемого объекта в случае отклонения его от заданного положения на расстояние болеечетверти длины излучаемой акустической волны. Кроме того, известный способ не позволяет определять направление отклонения контролируемогообъекта от заданного положения.Цель изобретения - расширение воз.можности контроля.Цель достигается эа счет того,чтодополнительно изменяют частоту излучаемых акустических колебаний, фиксируют частоты, при которых наблюдаютсяэкстремальные значения звукового давления, и по ним рассчитывают расстояние до контролируемого объекта.Реализация способа проводится вследующей последовательности.С помощью акустического преобразователя, расположенного на определен"ном расстоянии от контролируемогообъекта, облучают поверхность объекта. При этом возникает стоячая волна781566 Формула изобретения Ио О и ой в средеТб, ов звуко- зафикемнйком в уменьшео до й гот Йо Источники ин инятые во внимание 1, Патент Великоб 4 О, 1971,2. Патент ФРГ Р 2ормации,при экспертизеитании Р 1259395,1, 42 В 12/03,97 Составитель Г,федо Редактор А,Судын Техред Ж,Кастелевич ЙМ"юыщшмсмт т юв Заказ 8110/40 Тираж 801 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская на,Проектная,из-за наложения падающей и отраженной от объекта волн. Фиксируется звуковое давление в точке излучения акусти- ческой волны. Изменяют частоту излучаемых акустических колебаний, что приводит к изменению интерференционного растра, выражаемого в изменении ширины и местоположения зон повышенного и пониженного давления.При изменении частоты акустических колебаний фиксируютчастоты, при которых в точке приема наблюдаются экстремальные значения звукового давления. При этом можетизмерятьсялибо максимальное, либо минимальное значение звукового давпения, Полученные значения частот акустических колебаний позволяют рассчитать расстояние 9 до контролируемого объекта по фор- мулам в случае уменьшения частоты"ф,-. в случае увеличенйя частоты где С (Тф) - скорость звукапри температуре и - число экстремум вого давления, сированных при процессе либо ния частоты от либо увеличени до Й 9Использование предложенного способа бесконтактного измерения расстояний дает воэможность надежно измерять расстояния в любом диапазоне их изменения и определять направление отклонения контролируемого объекта.5 Способ бесконтактного измерения 10 расстояний, заключающийся в том, чтоизлучают акустическую волну в направлении контролируемого объекта, измеряют звуковое давление результирующего поля акустических колебаний, возникающего вследствие интерференции излучаемой и отраженной от объекта акустических волн, и по звуковому давлению судят о величине расстояния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения воэможностей контроля, дополнительно изменяют частоту излучаемых акустических колебаний, фиксируют частоты, при которых наблюдаются экстремальные значения звукового давления, и по них рассчитыва ют расстояние до контролируемого объета.