Ультразвуковой резонансный толщиномер

Союз Советскни Соцналнстицескии Республик(23) Приоритет Государствеииый кометеСовета Ниииотров СССРоо делан изобретенийн открытий 53) УДК 620179, ,16 (088,8) 43) Опубликовано 25.0 45) Дата опубликовани исания 25,09.76) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РЕЗОНАНСНЬ 1 Й ТОЛЩИНОЧЖ" Изобретконтроля и ие касается н ожет быть ис разрушающего льзовано для йных констру ключаюший и каТшку 3с генератор В качествеиспользована э Я Каждый из изм ого индхеваякачатовоединФчсов 3 2,ватель дополнт-.ельн л:;тронно-лу ккаторатрубка 3 1.7 и 3нь,е сеусилител5 и пи+"ф жит посл р резона риггер 1 соде довательно с оных импуль 4, преобразо16, работает с лекто 13, т ковый детектлщино:,1 ле .уюшим оразо измерения толщины многосло кций.Известен ультразвуковой резонансный толшиномер( 11, содержащий генератор качающейся частоты с включенным в его контур пьезоэлектрическим датчиком, магнитный модулятор, измерительный канал и индикатор.Однако точность его при измерении толшины двухслойных покрытий низкая.Известен также ультразвуковой резонаноиый толщиномер (21, содержащий модулятор, последовательно соединенные ультразвуковой датчик, генератор качающейся частоты и измерительный канал и индикатор.Однако он также характеризуется низкой точностью.Для повышения точности измерения предлагаемый толщиномер снабжен последовательно соединенными индуктивным датчиком, выполйенным в виде плоской спирали, расположенной на рабочей поверхности ультразвуког датчика, вторым генератором ка" чающейся частоты и измерительным каналом и мостовым;.уммат ром, входы которогосоединены с выходами обоих нзмерительны,.каналов, выход - с ива;.каторол.;а модуляторсоединен со входами генераторов -.ачающеься частоты.На чертеже дана блок-схема и:едлсженного толщиномера.Он содержит датчик 1, в е"зоэлектрическую пластину 20 индук,"явности и соединенный а тми 4 н 5 качающейся частоты, и магнитныймодулятор 6, соединенный со входами гене,раторов 4 и 5, подключенные к генераторам4 и 5 измерительные каналы 7 и 8, подклю,ченный к выходам последних мостовой сумматор 9 соединенный с иим стрелочный индикатор 10, 522407, С помацью генераторов 4 и 3 и магнитного модулятора 6 вырабатываются высокочастотные электрические колебания, периодически изменяющиеся по частоте и поступающие на пьезоэлектрическую пластину 2 и катушку Э индуктивности. Магнитный модулятор питается треугольным или синусоядальным по форме (половина периода) напряжением. С изменением найряжения изменяется индуктивность высокочастотных катушек модулятора 6, а следовательно и частота генераторов 4 и 5, при этом, благодаря выбранной форме напряжения на .модуляторе, частота изменяется дважды эа один период изменения напряжения.Пьезоэлектрическая пластина 2 преобра 16 эовываетпоступающие нв нее электрические колебания в упругие ультразвуковые колебания, которые вводятся через слой контактирукнцей жидкости в контролируемое металлическое изделие 17 и нанесенное нв его поверхности зеиитное покрытие 18.Ультразвуковые колебания отражаются от противоположной пбверхйости изделий 17 и взаимодействуют с вводимыми колебаниями, прн этом на определенной частоте, соответ- ф ствующей суммарной; толщине изделия 17 и покрытия 18, возникает акустический резонанс, характеризуемый импульсным изменением режима работы генератора 4. Вследствие двойного симметричного изменения чвс-Зй тоти генератора 4, соответствующего прямому и обратному ходу изменения напряжения на модуляторе 6, резонанс также возникает дважды за один период изменения напряжения, при этом время между первым и Ээ вторым резонансамя однозначно характеризует суммарную толщину изделия 17 и покрытия 18. С помощью. измерительного канала 7 происходит выделение резонансных импульсов, их ус.пение, получение импульса, рав- й ного по длительности времени между первым и вторым резонансами, преобразование дли-.тельности импульса в амплитуду и детектирование.Таким образом, на пиковом детекторе 16 ф 5 измерительного канала 7 появляется напряжение, соответствующее суммарной толщине изделия 17 и. покрытия 18, которое подается на мостовой сумматор 9.Индуктивность катушки 3 датчика 1 в ф следовательно и собственная резонансная частота контура генератора 8, в который она входит, зависят от ее расстояния до поверхности иэделия 17, т.е. от толщины покрытия, к 8. При изменении частоты генератора б на Эф определенной; частоте, соответствующей собственной резонансной частоте контуре генератора, т.е. в конечном итоге толщине покрытия 18, возникаетэлектрический резонанс,характеризующийся, квк и акустический импульсным изменением режима работы генератора 3. Измерительный канал 8 аналогичноканалу 7 выделяет резонансные импульсы иосуществляет дальнейшие преобразования. Врезультате этого нв его пиковом детекторе16 наблюдается напряжение соответствующеетолщине покрытия 18 и подаваемое на мостовой сумматор встречно напряжению с пикового детектора 16 измерительного канала 7.Результирующее напряжение на мостовомсумматоре 9, поступающее нв стрепочиый индикатор 10, соответствует толщине контроли-.руемого изделия 17, прн этом нв погрешность измерений практически не сказываетсяналичие на поверхности изделия 1 7 пленочного неметвлпического покрытия 18,Электронно - лучевая трубка 11, на которую поступают выделенные резонансньФе импульсы с усилителей 1 3 измерительных каналов 7 и 8, служит для контроля работытопщиномера, в частности качества акустического контакта между датчиком и контролируемым иэделием, и наличия выделенныхрезонансных импульсов и обоих измерительных каналах.формула изобретенияУльтразвуковой резонансный топщиномер, содержащий модулятор, последовательно соединенные ультразвуковой дачик, генератор качающейся частоты и измерительный канал и ннднквтор, о т п и ч а ю ш и й с Ф тем, что, с цепью повышения точности измерения, он:нвбжеи носпедовательно соединенными индуктивным датчиком, выполненным в виде плоской спирали, расположенной.на рабочей поверхности ультразвукового датчика, вторым генератором качающейся частоты и измерительным каналом и мостовым сумматором, входы которого соединены с выходами обоих измерительных квивпов, выход - с индикатором, в модулятор соединен со входвмн генераторов качающейся частоты.Источники янформвцин, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Ж 216356, М,КЛ. Я 01 и, 29/04, 1966,2, Авторское свидетельство СССР И 461364 М.КЛ, Я 01 и, 28/04, 02.06. Ъ 973 (прототип).Рнпнал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна ж 864твенно"о комнтеедал изобретенийМосква, Ж,098/342 Тир ЦНИИПИ Государс по 1.1 3035одлисноеСовета Министрови открытийаушская наб., д. 4