Устройство для измерения толщины металлического листа

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1670400 РЕСПУБЛ)5 6 01 В 15/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО ся к измеритель- использовано как , так и в системах ования толщины ловиях повышенуха, при большом пературы и влажИзобретение относиной технике и может бытьдля автономноГо контролавтоматического регулиметаллических листов в уной загазованности возддиапазоне изменения тености окружающей среды ВЧ-генератогенератора 1 ок приходят тот от опордин импульс резонаторов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем управления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЛИСТА(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышеЦель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения влияния температуры и состава газов окружающей среды на результат измерения толщины металлического листа.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит модулирующий генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, соединенный с СВЧ-генератором 2,ние точности измерения за счет устранения влияния температуры и состава газов окружающей среды на результат измерения толщины металлического листа. Устройство содержит СВЧ-генератор, модулирующий генератор, два идентичных измерительных волноводных резонатора и подключенный к ним опорный резонатор, регистратор резонансной частоты и вычислительный блок, а также диафрагму. При этом опорный резонатор выполнен в виде волновода с поперечным сечением, идентичным сечению измерительных резонаторов, и соединен с каждым из них с помощью диафрагмы так, что укаэанные резонаторы образуют конструкцию С-образной формы 2 ил. который подключен к опорному резонатору 3. Опорный резонатор 3 соединен с измерительными резонаторами 4 и 5 с помощью диафрагм 6 и 7 соответственно. Измерительные резонаторы 4 и 5 обращены открытыми концами к металлическому листу 8, а все три резонатора 3-5 образуют С-образную конфигурацию. К резонаторам 3-5 подключены регистраторы 9-11 резонансных частот, Выходы регистраторов 9 - 11 подключены к вычислительному блоку 12,Устройство работает следующим образом,При изменении частоты С ра в соответствии с периодом (фиг. 2, а) в вычислительный б два импульса резонансных ча ного резонатора (фиг. 2, б) и о от каждого из измерительных (фиг. 2, в, г), 16704005 10 15 Длительность последних относительноначала периода зависит от расстояния Х 1и Х 2 до и , ерхностей металлического листа 8, от температуры и состава окружающей атмосферы и от нестабильностейчастоты задающего СВЧ-генератора и модулирующего генератора, Время задержкиобоих резонансных импульсов от опорногорезонатора зависит при заданной длинеопопорного резонатора только от измененийтемпературы и состава окружающей среды,а также от нестабильностей СВЧ-генератора и модулирующего генератора, Наличие двух резонансных импульсовопорного резонатора позволяет учесть изменения девиации частоты и изменения частоты модулирующего генератора, чтоотражается на крутизне перестройки частоты СБЧ-генератора, Вычислительный блокопределяег рассгояния по формулеХ 1,2 -К(1 п,2), (1)где 1 о - резонансная частота измерительного резонатора при Х 1,2=-0;К - коэффициент пропорциональности.При изменении температуры и составаокружающей среды резонансные частоты вформуле (1) смещаются на Л 1. Изменяетсятакже коэффициент К из-за нестабильностичастот СВЧ-генератора, девиации и частотымодулирующего генератора, Однако вычислительный блок измеряет Л 1 по смещениюотносительно начала периода модулирующего напряжения импульсов с опорного резонатора и определяет К по формулеК=оп (оп 2 оп 1)ГДЕ топ 2 И 1 оп 1 ЧаетОтЫ ОПОРНОГО РЕЗОНатОра,Таким образом, толщину листа определяют по формулег 1= ХХ 2где Х и Х 2 не зависят ни от температуры исостава окружающей среды, ни от нестабильностей частоты СВЧ-генератора, девиации и частоты модулирующегогенератора,Для выполнения условий развязки частот опорного и измерительных резонаторови однозначности в измерении расстоянийрезонаторами 4 и 5 нужно выполнить условия- Яо/2 Уг;оп+ о/Й;с 2 оп ъГ( Л Гс/2 Й,где- расстояние между резонаторами,1 о - длина волны, соответствующая частоте;- длина измерительного резонатора; 20 25 30 35 40 45 50 55оп - длина опорного резонатора, Л Р - девиация частоты,г - диэлектрическая проницаемость среды.Эти выражения следуют из соотношений для резонансных частот волноводного резонатора длиной , возбуждаемого на Нр 1 п типе колебаний, где и - число полуволн колебания на длине.Таким образом, устройство обеспечивает повышение точности измерения за счет устранения влияния на результат измерения толщины металлического листа изменений температуры и состава газов окружающей среды. формула изобретения Устройство для измерения толщины металлического листа, содержащее СВЧ- генератор, подключенный к нему модулирующий генератор, два идентичных измерительных волноводных резонатора, открытых с одного торца и предназначенных для размещения с противоположных сторон контролируемого листа, опорный резонатор, подключенный к каждому иэ резонаторов соответствующий ему регистратор резонансной частоты и вычислительный блок, к которому подключены выходы регистраторов и модулирующего генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя диафрагмами, опорный резонатор выполнен в виде волновода с поперечным сечением, идентичным сечению измерительных резонаторов, расположенного между измерительными резонаторами и соединенного с каждым иэ них с помощью соответствующей диафрагмы так, что указанные резонаторы образуют конструкцию С-образной формы, СВЧ-генератор подсоединен к опорному резонатору, длинаоп опорного резонатора удовлетворяет соотношению + о/2 /еоп+ оМЯ, девиация Л Г частоты СВЧ-генератора соотношению с/(2 оп Й (Л Ес/(2 Й),а расстояниемежду открытыми торцами измерительных резонаторов - соотношению4/2 Й, где- длина каждого из измерительных резонаторов, 4 - резонансная длина волны, соответствующая резонансной частоте измерительного резонатора при коротком замыкании его открытого торца, е - диэлектрическая проницаемость среды, с - скорость света,1670400 Составитель П. ЛапшинРедактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор О. Кундри город, ул.Гагарина, 1 О Производственно-издательский комбинат "Патент аказ 2738 Тираж 358 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5