Ультразвуковой толщиномер

(22 (46 (71 тут Том 80,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ) Научно-исследовательский инстиэлектронной интроскопии приском политехническом институте им. С.М. Кирова,(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при ультразвуковом контроле геометрических размеров изделий. Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет уменьшения частоты зондирующих импульсов без снижения точности. Ультразвуковой толщиномер осуществляет измерение информативного временного интервала с помощью АЦП 11 двойного интегрирования с коррекцией результата на умножающем ЦАП 0, не используя накопление сигналов в серии тактовых импульсов, что позволяет снизить а тактовую частоту генератора 3 зондирующих импульсов и тем самым уменьшить энергопотребление прибора. 1 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано при ультразвуковомконтроле геометрических размеров изделий. 5Цель изобретения - снижение энергопотребления за счет уменьшения частоты зондирующих импульсов без снижения точности.На чертеже представлена принципиальная схема ультразвукового толщиномера,Ультразвуковой толщиномер содержит последовательно соединенные кварцевый генератор 1, синхронизатор 2,генератор 3 зондирующих импульсов,ультразвуковой преобразователь 4,усилитель 5, формирователь 6, второйвход которого связан с выходом синхронизатора 2, и ключ 7, задатчик 8кода, соединенный с вторым входомключа 7, и индикатор 9, последовательно соединенные умножающий цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10и интегрирующий аналого-цифровойпреобразователь (АЦП) 11, включенные между выходом ключа 7 и входоминдикатора 9, и источник 12 опорногонапряжения, соединенный с ПАП и АЦП10, 11, выход кварцевого генератора1 и синхронизатора 2 соединены свходами АЦП 11.Ультразвуковой толщиномер работает следующим образом.Каждый интервал .измерения состоитиз двух чередующихся циклов. В первом цикле по сигналам, поступающимс первого выхода синхронизатора 2,запускается генератор 3 зондирующихимпульсов и устанавливается в состояние "1" формирователь 6. Ультразвуковой преобразватель 4 при этомвозбуждает в исследуемом материалеакустические колебания, эхо-сигналы от которых через время, равное2 Й/С, где й - толщина изделия; С -скорость ультразвука, им же принимаются, усиливаются усилителем 5до амплитуды логических сигналов исбрасывают формирователь 6 в состояние "0". Логические сигналы информационных интервалов времени поступают на стробирующий вход ключа 7 в виде ш-разрядной ключевой схемы, на выходах которой в течение информационных интервалов присутствует цифровой код, устанавливаемый вручную или автоматически задатчиком 8 кода,11и 0 - в остальное время . Амплиту-да выходного сигнала умножающегош-р аз р ядн о го ЦАП 1 О в течение информационных интервалов определяетсяпроизведением Ч , И , где Чо - значениеопорного напряжения источника 1 2 ;И - десятичный эквивалент кода , поданного на е го цифровые входы , т . е .5 = а 2 + а 2 ++ а,2гдеа; - логические значейия разрядных,коэффициентов, За пределами информационных интервалов амплитуда выходного сигнала ЦАП 10 равна "0",В первом цикле измерения интегрирующий АЦП 11 работает в режиме интегрирования входного сигнала, таким образом величина заряда, накопленного за первый цикл, составит;2 Ч Ып/СК, где и - количество информационных интервалов, поступивших за цикл на вход усилителя 5,определяемое .синхронизатором 2; К - .коэффициент пропорциональности между амплитудой входного сигнала АЦП11 и током заряда. Во втором циклеизмерения синхронизатор 2 прекращает формирование зондирующих импульсов, а АЦП 11 переходит в режим разряда до исхоцного состояния, обычнодо нуля, током, равным Ч К. Приэтом подсчитывается внутренним счет 1чиком АЦП 11 число периодов тактовыхимпульсов кварцевого генератора 1,равных 1/Й, укладывающихся в циклразряда. Это число определяется, следовательно, выражением:= 2 п 1/С,где 0 - пропорционально толщине исследуемого изделия и может корректироваться оператором для подстройкирезультата измерения по скоростиультразвука с помощью изменения И,значение Э Фиксируется на выходахАЦП 11 в виде цифрового кода и индицируется цифровым индикатором 9,К источнику 12 опорного напряжения не предъявляется высоких требований по его долговременной температурной стабильности, достаточно, чтобы за интервал измерения нестабильность опорного напряжения Ч находилась в пределах требуемой точности измерения, Синхронизация АЦП 11 осуществляется импульсом начала измерения, поступающим с второго выхода синхронизатора 2, и тактовыми импульсами кварцевого генератора1293488 Составитель А.ОлохтоновТехред Л.Сердюкова Корректор И,:Эрдейи Редактор М.Товтин Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 370/4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 В описанной схеме измерение длительности информационного интервала осуществляется с помощью АЦП 11 двойного интегрирования с коррекцией результатов на умножающем ЦАП 10, что позволяет отказаться от быстродействующих пересчетных устройств и снизить тактовую частоту звукового генератора 3 зондирующих импульсов, не снижая точности измерений, так как не используется накопление сигналов в серии тактовых импульсов.Это позволяет снизить энергопотребление прибора. формула изобретения Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно электроакустически соединенные кварцевый генератор, синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь,усилитель, формирователь, второй входкоторого связан с выходом синхрони" 5 затора, и ключ, задатчик кода, сое-.диненный с вторым входом ключа, ииндикатор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью понижения энергопотребления, он снабжен последовательносоединенными умножающим цифроаналоговым преобразователем и интегрирующим аналого-цифровым преобразователем, включенными между вы,ходом ключа и входом индикатора,и источником опорного напряжения,соединенным с цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователями, выходы кварцевого генератора и синхронизатора соединены с входами аналогоцифрового преобразователя.