Ультразвуковой толщиномер

(54) УЛ ЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛ ЩИ НОМЕ Р(57) Изобретение относится к контрольизмерительной технике и может бытьпользовано для измерения толщины издеиз различных материалов с помощью ульт о- С- ий аетение отн ьной техни о для измер ых материалкалибров при одност Изоб сится к контрольное и может быть исния толщины изделий ов с помощью ультраки по контрольным раннем доступе к изизмерите польэован из различ звука бе образцам делию,Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения,На чертеже изображена структурная схема ультразвукового толщиномера.Толщиномер содержит синхронизатор 1, генераторы 2 и 3 зондирующих импул ьсов, формирователи 4 и 5 интервалов времени, излучающий 6, приемный 7 и совмещенный 8 преобразователи, эадэтчик 9 кода, счетчики 10 и 11, генератор 12 счетных импульсов, одновибратор 13 и индикатор 14,Толщиномер работает следующим образом,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР звука без калибровки по контрольным образцам при одностороннем доступе к изделию, Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения. Толщиномер снабжен эталонным и измерительным каналами, работающими по времени последовательно, Счетные импульсы, заполняющие временной интервал в эталонном канале, вычитаются на первом счетчике из заранее установленного числа, а в измерительном канале суммируются на втором счетчике, При достижении на пер вом счетчике нуля измерение прекращается и с второго счетчика снимается информация о толщине изделия. 1 ил. 8 начале каждого цикла измерения выходной импульс низкого уровня с выхода одновибратора 13 дает запрет на работу синхронизатора 1, т.е. на время нахождения одновибратора 13 с низким уровнем сигнала на выходе индицируется результат предыдущего измерения на индикаторе 14. По окончанию импульса одновибратора 13 с низким уровнем прекращается запрет на работу синхронизатора 1 и, кроме тога, фронт переключения выходного импульса одновибратора 13 с низкого уровня на высокий производит запись числаа 110й=2где а = 1 м - размерный коэффициент;- база распространения продольных головных волн между излучающим 6 и приемным 7 преобразователями;г - целое положительное число, определяющее точность и вес младшего разряда результата измерения толщины, 161903010 15 20 25 30 35 40 15 от задатчика 9 кода в счетчик 10 и обнуляет счетчик 11, т,е, сбрасывает результат предыдушего измерения толщины,Синхронизатор 1 начинает периодически генерировать импульсы, которые поступают на вход формирователя 4 интервалов времени как старт-сигнал и одновременно запускают генератор 2 зондирующих импульсов, Выходные импульсы генератора 2 с помощью излучающего преобразователя 6 возбуждают в изделии ультразвуковые импульсы продольных головных волн. Распространяющийся в изделии ультразвуковой импульс продольных головных волн принимается приемным преобразователем 7, расположенным от преобразователя 6 на расстоянии 1, и преобразуется в электрический. Импульс преобразователя 7 поступает на другой вход формирователя 4.интервалов времени как стоп-сигнал.В результате воздействия на входы формирователя 4 интервалов времени старт- и стоп-сигналов на его выходе вырабатывается прямоугольный импульс высокого уровня с длительностью1Т = -- ;сгде с - скорость распространения продольных волн в материале иэделия.Длительность Т квантуется импульсами генератора 12 счетных импульсов, следующих с частотой 1 о, и результат и = Т 1 Ь записывается в счетчик 10 в режиме вычитания от его содержимого,Задний фронт импульса формирователя 4 интервалов времени поступает на вход формирователя 5 интервалов времени как старт-сигнал и одновременно запускает генератор 3 зондирующих импульсов. Выходной импульс генератора 3 с помощью совмещенного преобразователя 8 возбуждает в изделии ультразвуковой импульс продольных объемных волн. Преобразователь 8 принимает и преобразовывает отраженный от задней поверхности изделия ультразвуковой импульс в электрический. Электрический импульс от преобразователя 8 поступает на другой вход формирователя 5 интервалов времени как стоп-сигналВ результате воздействия на входы формирователя 5 интервалов времени старт- и стоп-сигналов на его выходе вырабатывается прямоугольный импульс высокого уровня с длительностью Ть. Длительность Ть = - (Ь - толщина изделия)2 йсквантуется импульсами генератора 12 счетных импульсов и результат пь = Тьо записывается в счетчик 11 в режиме сложения. Периодически процесс формирования прямоугольных импульсов с длительностями Т 1 и Ть, квантование этих длительностей импульсами с частотой следования Ь и подсчет результатов квантования в счетчиках 10 и 11 продолжается до достижения нуля всчетчике 10, т.е. решается система уравнений М - гпТФо -- О, а 10" п 1 1 о2 с Йь - пТИО - 2 и а 1 ос где а - объем выборки статистического измерения длительностей Т 1 и Ть; Мь - результат измерения толщины. При достижении на счетчике 10 нулевого состояния последним вырабатывается импульс, который переключает одновибратор 13 в состояние с низким уровнем на выходе. Сигнал с выхода одновибратора 13 дает запрет на работу синхронизатора 1, На этом один цикл периодического измерения толщины изделия заканчивается.Результат измерения толщины, записанный в счетчик 11, определяется решением системы уравнений; . г Иь = тТМо = - 1 о= ап 10 а с 10 2 Ь 21 о сРезультат йь фиксируется на индикаторе 14. Необходимая дольная единица размерности результата измерения (см, мм и т.д,) устанавливается переносом запятой в индикаторе 14,В случае, когда преобразователи толщиномера не установлены на поверхность измеряемого изделия или имеет место неудовлетворительный акустический контакт между преобразователями и изделием, приемный преобразователь 7 не принимает ультразвукового импульса продольных головных волн и формирователь 4 интервалов времени не имеет стоп-сигнала, Тогда не производится запуск генератора 3 зондирующих импульсов и формирователя 5 интервалов времени, счетчик 10 производит подсчет импульсов генератора 12 до достижения нулевого состояния от первого же импульса синхронизатора 1 с последующим формированием импульса займа и переключением одновибратора 13, т.е. в толщиномере автоматически обеспечивается запрет на формирование прямоугольного импульса с длительностью Ть, характеризующего толщину и.Таким образом, ультразвуковой толщиномер обеспечивает повышение точности и надежности измерения исключением1 б 19030 ль В, КольцовМорге нтал став хред Ко р Н, Коро едактор Н. ова аказ 36 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ложного формирования информативного сигнала, характеризующего толщинуизделия, посредством автоматического анализа качества акустического контакта. Ф о р мул а из о 6 рете н ия Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, первый генератор зондирующих импульсов, первый преобразователь, содержащий излучающий и приемный элементы, первый формирователь интервалов времени, первыйсчетчик и одновибратор, и последовательно соединенные генератор счетных импульсов, второй счетчик и индикатор, второй вход первого формирователя интервалов времени соединен с выходом синхронизатора, выход генератора счетных импульсов - с вторым входом первого счетчика, а выход одновибратора - с третьим входом первого счетчика, вторым входом второго счетчика и входом синхронизатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измере ния, он снабжен задатчиком кода, соеди.ненным с четвертым входом первого счетчика, и последовательно соединенными вторым генератором зондирующих импульсов, вторым преобразователем и вторым 10 формирователем интервалов времени,первый преобразователь выполнен раздельным, а его излучающий и приемный элементы расположены на заданном расстоянии один от другого, выход первого 15 формирователя интервалов времени соединен с входом второго генератора зондирующих импульсов и вторым входом второго формирователя интервалов времени, выход которого соединен с третьим 20 входом второго счетчика.