Ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 000753(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 150780 (21) 2966424/25-28 РУМ К э с присоединением заявки М 6 01 В 17/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 28.0283(72) Авторы изобретения А,И. Ришан и М.Н. Гуманюк Институт автоматики им. ХХУ съезда КПССс(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ЛЕНТЫ 10 20 узлов 21. 30 Изобретение относится к неразру- шающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано для автоматического бесконтактного измерения ширины ленты.Известно ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащее излучающий и приемный преобразователи, расположенные в одной плоскости акустической головки, дополнительный приемный преобразователь, смещенный по оси иэлученияприема, генератор возбуждающих импульсов, корректирующий усилитель, дифференциальный усилитель, сумматор и блок обработки 1).Недостатком известного устройства является низкая точность и малый диапазон измерения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащее два электроакустических узла, каждый из которых состоит иэ излучающего и основного приемного преобразователей, располагаемых по разные стороны ленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, идополнительных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блока управления,выполненных в виде последовательносоединенных задающего генератора ирегулируемого усилителя, выход которого подключен к входу генераторавозбуждающих колебаний, последовательно соединенных источника опорного напряжения и интегратора, выходкоторого подключен к второму входурегулируемого усилителя, и корректирующего усилителя, выход которогоподключен к второму входу интегратора, и электронный блок, входы которого соединены с выходами основныхприемных преобразователей обоих Недостатком известного устройства является низкая точность и малый диапазон измерения, так как он ограничен длиной измерительного приемно" го преобразователя, при уменьшении ширины ленты или ее осевом смещении снижается эфФективность компенсации влияния дестабилизирующих факторов на зону контроля положения кромкипо мере удаления последней от зоны стабилизации.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом устройстве для измерения ширины ленты, содержащем два электроакустических узла, каждый из которых состоит из излучающего и основного приемного 10 преобразователей, располагаемых по разные стороны ленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, и И дополнитель ных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блока управления, выполненных в виде последовательно соединенных 20 задающего генератора и регулируемого усилителя, выход которого подключен к входу генератора возбуждающих колебаний, последовательно соединенных источника опорного напряжения и ин тегратора, выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя, и корректирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу интегратора, и электронный блок, входы которого соединены с выходами основных приемных преобразователей обоих узлов, дополнительные приемные преобразователи расположены в зоне измерения, а каждый блок управления снабжен И -1 ключами, первые входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям, а выходы соединены с входом корректирующего усилителя, иамплитудными дискриминаторами, 40 воды которых подключены к дополнительным приемным преобразователям, и дешифратором, включенным между ключами и амплитудными дискриминаторами, 45 На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит располагаемые с противоположных сторон ленты 150 акустические узлы 2 и 3, жестко скрепленные между собой и перемещаемые по кронштейн-линейке 4. Так как акустические узлы 2 и 3 идентичны, то на чертеже раскрыт только акустический узел 3.55Акустический узел 3 содержит излучающий преобразователь 5 и основной приемный преобразователь б, а также генератор 7 возбуждающих колебаний, выход которого подключен к 60 излучающему преобразователю 5, дополнительные приемные преобразователи 8-12, располагаемые в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем б, причем дополнитель ные приемные преобразователи 8 - 12 расположены в зоне измерения. Число дополнительных приемных преобразователей может быть ИКроме того, устройство содержит электронный блок 13, входы которого соединены с выходами основного приемного преобразователя 6 каждого акустического узла 2 и 3.К входу генератора 7 возбуждающих колебаний подключен блок 14 управления. Блок 14 управления выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора 15 и регулируемого усилителя 16, последовательно соединенных источника 17 опорного напряжения и интегратора 18, выход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя 16, корректирующий усилитель 19, выход которого подключен к второму входу интегратора 18, ключи 2.0 - 23, число которых может быть И -1, первые входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям 8 - 11, а выходы соединены с входом корректирующего усилителя 19, амплитудные дискриминаторы 24 - 26, число которых может быть И -2,входы которых подключены к дополнительным приемным преобразователям 8И, и дешифратор 27, включенный между ключами 20 - 23 и амплитудными дискриминаторами 24 - 26. Блок 28 управления аналогичен блоку 14 управления.Устройство работает следующим образом.Излучающий преобразователь 5 возбуждается по цепи задающий генератор 15 - регулируемый усилитель 16 генератор 7 возбуждающих колебаний.Равнораспределенный по длине и интенсивности акустический луч от излучающего преобразователя 5 перекрывается кромкой ленты 1 и воздействует только на открытую часть основного приемного преобразователя б. С изменением положения кромки ленты. изменяется и сигнал на его выходе, так как изменяется количество акустической энергии, поступающей на преобразователь 6. По аналогии возбуждается акустический узел 3. Сигналы с приемных преобразователей б обоих узлов поступают в электронный блок 13.На номинальное значение ширины контролируемой ленты 1 устанайиваются акустические узлы 2 и 3, перемещаемые по кронштейн-линейке 4. Этому положению акустических узлов соответствуют средние сигналы приемных преобразователей б. Одновременно номинальное значение ширины ленты вводится в блок 13 с помощью блока 29 эталонной ширины, Алгебраическое суммирование величин отклонений кромок ленты правого и левого акустических узлов 2 и 3 от их среднего положения со значением уставки позволяет определить истинное значение ширины ленты. Таким образом, устройство измеряет отклонение ширины от заданного значения. Компенсация дестабилизирующего влияния среды на зону измерения осуществляется блоками 14 и 28 управления и дополнительными приемными преобразователями 8 - 12 в каждом акустическом узле.0При увеличении ширины ленты или ее осевом смещении, вызывающем перекрытие приемного преобразователя 6, часть акустического луча от излучающего преобразователя 5 воздейст вует на дополнительный приемный пре-. образователь 8, находящийся вне зоны измерения и не перекрываемый кромкой ленты. Дополнительные приемные преобразователи 9 - 12 перекрыты, сигнал на их выходах равен нулю. Одновременно равны логическому нулю сигналы на выходах амплитудных дискриминаторов 24 - 26. Эти сигналы обеспечивают появление на выходе 25 дешифратора 27 логической 1 и включение ключа 20. Последний подключает к корректирующему усилителю 19 первый дополнительный приемный преобразователь 8. Сигнал на выходе приемного преобразователя 8 поддерживается постоянным и равным заданному, устанавливаемому источником 17 опорного напряжения, вне зависимости от того, какой из дестабилизирующих факторов воздействует на зону З 5 измерения по цепи дополнительный приемный преобразователь 8 - корректирующий усилитель 19 - интегратор 18 - регулируемый усилитель 16 генератор 7 возбуждающих колебаний - 40 излучающий преобразователь 5 - дополнительный приемный преобразователь 8.Стабилизация сигнала на первом дополнительном приемном преобразова теле 8 обеспечивает стабилизацию сигнала с требуемой степенью компенсации влияния внешних факторов только над частью измерительного приемника, расположенной в непосред- ц ственной близости от первого дополнительного приемного преобразователя 8 и по длине равной длине дополнительного приемного преобразователя 9По мере уменьшения ширины ленты у или при ее осевом смещении, вызывающем дальнейшее открытие кромкой ленты основного приемного преобразователя 6, полностью открывается приемный преобразователь 9 и часть преобразователя 10. Амплитудный дискри- ф минатор 26 настраивается на минимальный сигнал приемного преобразователя 10 и высокий потенциал на выходе его свидетельствует о полном открытии дополнительного приемного 65 преобразователя 9 и возможности использования его в качестве корректи-.рующего. При этом высокий потенциалпоявляется только.на выходе дешифратора 27 и, соответственно, к входукорректирующего усилителя 19 подклю.чается через ключ 21 дополнительныйприемный преобразователь 9, последующий за приемным преобразователем8, Аналогичные смещения эоны коррекции происходят при дальнейшем открытии основного приемного преобразователя 6 обоих акустических узлов 2 и 3Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точностьи расширить диапазон измерений.Формула изобретенияУльтразвуковое устройство для измерения ширины ленты, содержащеедва электроакустических узла, каждыйиз которых состоит из излучающегои основного приемного преобразователей, располагаемых по разные стороныленты, а также генератора возбуждающих колебаний, выход которого подключен к излучающему преобразователю, и д дополнительных приемных преобразователей, располагаемых в одной плоскости рядом с основным приемным преобразователем, два блокауправления, выполненных в виде последовательно соединенных задающегогенератора и регулируемого усилителя, выход которого подключен к входугенератора возбуждающих колебаний,последовательно соединенных источника опорного напряжения и интегратора, вход которого подключен к второму входу регулируемого усилителя,и корректирующего усилителя, выходкоторого подключен к второму входуинтегратора, и электронный блок,входы которого соединены с выходамиосновных приемных преобразователейобоих узлов, отличающеес я тем, что, с целью повышенияточности и расширения диапазона измерения, дополнительные приемныепреобразователи расположены в зонеизмерения, а каждый блок управленияснабжен Иключами, первые входыкоторых подключены к дополнительнымприемным преобразователям, а выходысоединены с входом корректирующегоусилителя, Иамплитудными дискриминаторами, входы которых подключейьк дополнительным приемным преобразователям, и дешифратором, включенным между ключами и амплитуднымидискриминаторами.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйо заявке М 2906929/25-28,кл. С 01 В 17/02, 1979.2. Авторское свидетельство СССР9 702803, кл. С 01 В 17/02, 19791000753 Составитель Л. Лущенкоетраш Техред М.Теперорректор И, Шулла К о Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 едактор В. П аказ 1354/39 Тираж 600ИИПИ Государственногопо делам изобретений5, Москва, Ж,. Раушс Подпиомитета ССоткрытийая наб., д