Ультразвуковой измеритель линейных величин

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий53 УДК 620. 179. .16(088,8) Опубликовано 230283 Бюллетень Йо 7 Дата опубликования описания 23,02,83,КрасногФ Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫ ЧИН точ Изобретение относится к ультразвуковой технике и может .быть использовано в машиностроении для контроля диаметра, преимущественно крупногабаритных иэделий, обрабатываемых на токарных станках, например, валов турбин энергетических установок.Известен толщиномер, содержащий импульсный генератор, ультразвуковой преобразователь, усилитель-селектор и схему измерения времени распространения колебаний в изделии ) 1).Недостатком этого толщиномера является, большая погрешность измерений, связанная с нестабильностью скорости звука в изделии при изменениях температуры и состава материала изделия.Известен ультразвуковой изгеритель линейных величин, содержащий измерительный канал, включающий импульсныйгенератор, подключенные к одному из его выходов пьезопреобразователь и усилитель-селектор, а к другому его выходу -.Формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный к второму входу усилителясеююктора, опорный канал, размещенный в зоне измерений, и включакщий обра-., зующие синхрокольцо второй импульс-.г ный генератор, соединенный с иимвторой пьезопреобразователь, усилитель-селектор, входом соединенныйсо вторым пьезопреобразователем, авыходом - со вторым импульсным генератором, и рефлектор, времяизмерительный блок, подключенный входом к,выходу усилителя-селектора измерительного канала и соединенный с,времяизмерительным блоком, и регистратор ( 2 ).Недостатком известного измерителяявляется невысокое качество коррекций температурной погрешности, обус.) ловленное значительным удалениемакустического тракта опорного каналаотакстических трактов основных ка-налов, особенно при контроле крупногабаритных иэделий. Кроме того, в немимеется аппаратурная погрешность,обусловленная низкой крутизной переднего фронта импульсов, поступаззпихна вход времянэмерительного блока.ина запуск импульсного генератора ос2 новного канала.Цель изобретения - повышениености измерений,Для достижения поставленной целив ультразвуковом измерителе линей.3 О ных величин, содержащем нэмеритель 9988 б 1ный канал, включающий импульсный генератор, подключенные к одному из его выходов пьеэопреобраэователь и усилитель-селектор, а к другому его выходу - формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный ко второму входу усилителя-селектора, опорный канал, размещенный в зоне измерений, и включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генератор, соединенный с ним второй пье эопреобраэователь, усилитель-селектор, входом соединенный со вторым пьеэопреобраэователем, а выходом - со вторым импульсным генератором, и рефлектор, времяизмерительный блок, подклю ченный. входом к выходу усилителя- селектора измерительного канала и соединенный с времяизмерительным блоком, и регистратор, второй выход импульсного генератора опорного кана О ла подключен к управляющему входу импульсного генератора измерительного канала, а выход усилителя-селектора опорного канала - к втором входу времяизмерительного блока, а расстояниемежду рефлектором и пъезопреобразователем опорного канала определено соотношением Ь о 7Ъо Кои где Ьо-расстояние от оси.иэделия до пьезопреобраэователя измерительного канала,К 1, - минимальное значение, которое может .принимать радиус контролируемого изделия 11На чертеже представлена стуруктурная схема изделия.Ультразвуковой измеритель линейных величин содержит измерительный канал, включающий импульсный генера О тор 1, подключенные к одному иэ его выходов пьезопреобразователь 2 и усилитель-селектор 3, а к другому его выходу - формирователь 4 селекторных импульсов, выходом подключенный ко второму входу усилителя-селектора 3, опорный канал, размещенный в зоне измерений, включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генератор 5, соединенный с ним второй пьеэо преобраэователь б, усилитель-селектор 7, входом соединенный со вторым пье. эопреобраэователем, а выходом - вторым импульсным генератором 5, и рефлектор 8, времяизмерительный блок 9, подключенный к выходу усилителя- селектора 3 измерительного канала и соединенный с времяизмерительным блоком 9, и регистратор 10, Второй выход импульсного генератора 5 опорного канала подключен к управляющему вхо ду импульсного генератора 1 измерительного канала, а выход усилителя- селектора 7 опорного канала - к второму входу времяиэмерительного блока 9. Расстояние Ь между рефлектором 8 и пьеэопреобразователем б опорного канала определяется соотношениемо еигде- расстояние от оси изделия.11 до пьеэопреобразователя 2 измерительного канала,К, - минимальное значение, которое может принимать радиус контролируемого изделия 11.Работает измеритель следующим образом.Ультразвуковой преобразователь б возбуждается импульсным генератором 5 и лоцирует рефлектор 8. Эхо-им пульс принимается преобразователем б и поступает на усилитель-селектор 7, в котором производится его: селек. ция от импульсов многократного отражения и формирование импульсов, поступающих на времяизмерительный блок 9. Генератор 5 работает в режиме автоподстройки частоты. В результате Формируется синхропоследовательность импульсов, период которой определяется временем распространения ультразвукового импульса до рефлектора 8 и Обратно,Импульсами с генератора 5 запускается импульсный генератор 1 иэмери-.тельного канала, возбуждающий ультра звуковой преобразователь 2. Импульсом с генератора 1 запускается также формирователь 4 селекторных импульсов, запирающих усилитель 3 на время, пока на его входе присутствует зондирующий импульс. Эхо-импульс от поверх.-, ности изделия 11 усиливается, селектируется от импульсов многократного отражения и зондирующего импульса и формируется усилителем-селектором 3 для подачи на времяиэмерительный блок 9.На второй вход времяизмерительного блока 9 поступает эхо-импульс с выхода усилителя-селектора 7, следующий за зхо-импульсом с усилителя 3.За счет отсечки этого эхо-импульса от импульсов многократного отражения и его усиления обеспечиваетсявысокая крутизна переднего Фронтаэхо-импульса на втором входеблока 9. Тем самым повышается точность измерения временного интервала между входными импульсами блока 9, выходной сигнал которого пропорционаленотношению временных интервалов к периоду их следования, задаваемому синхрокольцом.Кроме того, контроль отклоненияразмера К от некоторой минимальной величины К и по сравнению с контролем полного размера также создает возможность повышения точности измерений.Использование предлагаемого уст- ройства обеспечивает повышенную надежность в эксплуатации, уменьшение998861 Формула изобретения ЭНИИПИ Заказ 1127/62 Тираж 600 Подписное илиал ППП "Патентф,город, ул.проектная стоимости и снижение затрат на реМонт. Уменьшение габаритов, наличиетолько одного канала эхо-локацииизделия облегчает установку приборана действующем технологическол оборудовании и создает реальную воэможность использования измерителядля контроля таких иэделий, как валытурбин, измерение радиуса которыхнастоящее время осуществляется с помощью несовершенных механических из-. 10мерителей. 15Ультразвуковой измеритель линей. ных величин, содержащий измерительный канал, включащий импульсный генератор, подключенные к одному иэ его выходов пьеэопреобраэователь и усилитель-селектор, а к другому его выходу - формирователь селекторных импульсов, выходом подключенный к второму входу усилителя-селектора, опрный канал, размещенный в зоне измерений, и включающий образующие синхрокольцо второй импульсный генера тор, соединенный с ним второй пьезопреобразователь, усилитель-селектор, входом соединенный с вторым ньезопре образователем, а выходом - с вторым импульсным генератором, и рефлектор, времлизмерительный блок, подключенный входом к выходу усилителя-селектора измерительного канала и соединенный с времяиэмерительным блоком, и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьвенич точности, второй выход импульсного генератора опорного канала подключен к .управляющему входу импульсного генератора измерительного канала, а выход усилителя-селектора опорного канала - к второму входу времяиэмерительного блока, а расстояние Ь .между рефлекто ром и пьезопреобраэователем опорного канала определено соотношением1Ь 71.7,О-К; где Ьр - расстояние от оси изделиядо пьезопреобразователя измеритеЛьного канала,К, - минимальное значение, которое может принимать радиусконтролируемого изделия.Источники информации,принятые во внимание,при экспертизе1, Патент США В 3339403,кл. 73-67.9, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 393667, кл. 6 01 И 29/00, 1973