Способ определения толщины слоя

(71) Донской сельскохозяйственный институт(56) Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля, 1.: Машиностроение, 1981, с. 221-223.Королев М.В. Безэталонные ультразвуковые толщиномеры. М.: Машиностроение, 1985, с. 25-26, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЦИНЫ СЛОЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении то щины слоя с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения воэможл- ал ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИ,.801280519 А 1 ности беээталонного определения тощины слоя водоподобных и сыпучих мтериалов благодаря учету максимальной частоты допплеровского сдвига.Устанавливают на фиксированном расстоянии совмещенный и приемный преобразователи на поверхности слоя.Сначала излучают совмещенным преобразователем импульсы УЗ колебанийнормально к границе слоя и измеряютих время распространения, Затем излучают совмещенным преобразователемнепрерывные УЗ колебания под угломк границе слоя и с постоянной угловой скоростью изменяют этот угол.Принимают приемным преобразователемУЗ колебания, прошедшие через слой,и измеряют максимальную частотудопплеровского сдвига, которую учитывают при определении толщины слояпо времени распространения. 1 ил.2805Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении толщины слоя с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, в частности при измерении тол-. щины слоев жировой и мышечной ткани сельскохозяйственных животных.Целью изобретения является расширение области применения эа счетобеспечения возможности безэталонного определения толщины слоя жидких, водоподобных и сыпучих материалов.На чертеже представлены установленные на поверхности слоя совмещенный и приемный преобразователи. 5На чертеже обозначены: совмещенный преобразователь 1, приемный преобразователь 2, слой 3, толщину которого определяют.Сущность способа определения тол щпны слоя заключается в следующем,На поверхности слоя устанавливают совмещенный и приемный преобразователи на фиксированном расстоянии. Совмещенным преобразователем из лучают импульсы УЗ колебаний нормально к границе слоя и принимают отраженные донной поверхностью УЗ колебания. Измеряют время Т распространения принятыхсовмещенным преобразо вателем УЗ колебаний. Затем излучают совмещенным преобразователем непрерывные УЗ колебания под углом 4 к границе слоя и изменяют угол 4 с фиксированной скоростью 441. Прошедшие 35 через слой непрерывные УЗ колебания принимают приемным преобразователем и измеряют максимальную частоту допп.леровского сдвига. Толщину слоя определяют по времени Т распростране ния с учетом максимальной частоты допплеровского сдвига.Способ определения толщины слоя реализуется следующим образом.На поверхности слоя 3 устанавли вают совмещенный и приемный преобразователи 1 и 2 таким образом чтоА А 41Г -Е =-й 41иакс а а 2 С 1 где Й, - частота излучения;- толщина слоя 3;С - скорость распространенияУЗ колебаний в материалеслоя 3,Так как Т=2/С, толщину ( слоя 3определяют по времени Т с учетомчастоты Йиз выражения АТ К о 3 Т+ и 3 Г 2 2,) Тслоя 3 С рас- материатолщиноии скоростьолебаний в Одновременно можно определить пространения УЗ ле слоя 3 из выр ния 9 2преобразователем 1 излучают непрерывные УЗ колебания и осуществляют поворот УЗ пучка с фиксированной угловойскоростью 44 так, чтобы отраженный донной поверхностью слоя 3 сигнал скользил по другой поверхности слоя 3,перемещаясь в сторону приемного преобразователя 2, Излучения УЗ колебанийпод углом у к границе слоя и осуществление поворота с постоянной угловойскоростью 4 осуществляется, например,методами электронного сканирования.Прошедшие через слой 3 непрерывныеУЗ колебания, претерпевшие вследствие эффекта Допплера сдвиг частот,принимают преобразователем 2. Принятый сигнал содержит спектр частотдопплеровского сдвига, максимальнаячастота которого 1 , соответствует моменту времени, когда пучок отраженных УЗ лучей выходит эа пределыпреобразователя 2 (именно этому моменту соответствует чертеж). Каксимальную частоту допплеровского сдвигаГизмеряют, например, с помощьюанализатора спектра С 4-25. Считая пучок УЗ лучей параллельным, а отражение на донной поверхности слоя 3 зеркальным, получимрасстояние между самыми удаленнымиточками преобразователей 1 и 2 равно А. Излучают совмещенным преобраэователемимпульсы УЗ колебаний .нормально к границе слоя 3 и принимают им же отраженные донной поверхностью слоя 3 УЗ колебания. Время Траспространения УЗ импульса в слое 3 55в прямом и обратном направлениях измеряют одним иэ известных способов,например, при помощи осциллографичес-кого индикатора. Затем совмещеннымГ 2 Г Т+4 Е, й 4 Т сл АГ12 2(й -:. )В случае определения толщиныоя жидких сред или мягких биологических тканей поворот УЗ луча может быть осуществлен и механически, например, поворотом совмещенного преобразователя вокруг оси, проходящей через его центр, лежащей в плоскости установки преобразователей и перпендикулярной линии, соединяющей -овмещенного преобля. т е н и я Ф о р плевского сдвига Составитель В.ГондаревскТехред Л, Олейник к тор М, Максимишинец. Дол едак Тираж 778 осударственно лам изобретени Москва, П,каз 7061/49 ВНИроизвоцственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная центры совмещенного и приемного преобразователей. В этом случае толщина Г слоя и скорость С распространения УЗ колебаний в его материалеопределяется при решении численнымиметодами системы уравнений Способ определения толщины слоя, 20 заключающийся в том, что устанавливают совмещенный и приемный преобразователи на поверхности слоя нафиксированном расстоянии, излучаютсовмещенным преобразователем импульсы ультразвуковых колебаний нормально к границе слоя, принимают им отраженные в слое колебания, измеряют время их распространения, излучают совмещенным преобразователемультразвуковые колебания под угломк границе слоя и принимают колебания, прошедшие через слой, приемйымпреобразователем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью расширения об"ласти применения, при непрерывномизлучении ультразвуковых колебанийпод углом к границе слоя изменяютэтот .угол с фиксированной скоростью,измеряют максимальную частоту допплеровского сдвига, а толщину слоя определяют по времени распространения сучетом максимальной частоты доп