Ультразвуковое устройство для контроля размеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ОПУБЛИ С 01 В 17/02(ЯеРРв в ОПИСК АВТОРСН ЕТЕНИ ЗОБ СТ У,Ф СВИ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ(71) Куйбьппевский институт инженеров железнодорожного транспорта и Куйбы.шевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССР В 403950, кл. С 01 В 17/02, 1971,Авторское свидетельство СССР Ф 634194, кл. С 01 И 29/04, 1977.(54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ, содержащееизмерительный канал, состоящий изусилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно к входу и выходу усилителя иустановленных параллельно друг другу, образуя акустический резонатор,и блока контроля настройки преобратзователей, включенного на вход усилителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено не менеечем двумя парами дополнительных измерительных каналов, аналогичных основному, блоками автоматической 80.121629 регулировки усилителя по числу каналов, включенными соответственномежду .выходами и управляющими входами усилителей каналов, блоками вычитания частот по числу дополнительныхканалов, первые входы которых подключены соответственно к выходамдополнительных каналов, а вторыевходы - к выходу основного канала,блоками суммирования частот по числу пар дополнительных каналов,входы которых подключены соответственно к выходам блоков вычитаниячастот каждой пары дополнительныхканалов, преобразователями частотанапряжение по числу пар дополнительных каналов, входы которых подключены соответственно к выходам блоковсуммирования частот, и блоком измерения среднего диаметра, а также блоком измерения овальности, входы которых соединены с выходами преобразователей частота-напряжение, акустические преобразователи дополнительных каналов выполнены в виде раздельно-совмещенных преобразователейи расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга такимобразом, что акустические преобразователи каждой пары дополнительныхканалов диаметрально противоположныдруг другу.218293 2кий резонатор, и блока контроля наст.ройки преобразователей, включенногона вход усилителя, снабжено не менеечем двумя парами дополнительных измерительных каналов, аналогичных основному, блоками автоматической регулировки усилителя (АРУ) по числу каналов, включенными соответственно межу выходами и управляющими входами 1 О усилителей каналов, блоками вычитания частот по числу дополнительных ка.налов, первые входы которых подключены соответственно к выходам дополнительных каналов, а вторые входы - 15 к выходу основного канала, блокамисуммирования частот по числу пардополнительных каналов, входы которых подключены соответственно к выходам блоков вычитания частот каждой 20 пары дополнительных каналов, преобразователями частота-напряженйе по числу пар дополнительных каналов, входыокоторых подключены соответственнок выходам блоков суммирования час тот, и блоком измерения среднегодиаметра и блоком измерения овальности, входы которых соединены с выходами преобразователей частота-напряжение, акустические преобразователи дополнительных каналов выполненыв виде раздельно-совмещенных преобразователей и расположены по окружности на равных расстояниях друг отдруга таким образом, что акустические преобразователи каждой пары дополнительных каналов диаметральнопротивоположны друг другу. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных воэможностей.Поставленная цель достигается за счет того, что ультразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее измерительный канал, состоящий из усилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно друг другу, образуя акустичес 1 1Изобретение относится к измеритель ной технике и может использоваться при контроле размеров движущихся объектов, в частности при контроле геометрии изоляции электрических коаксиальных кабелей связи.Известно устройство для контроля размеров объектов, содержащее два канала, состоящих каждый из импульсного генератора, приемно-излучающего акустического преобразователя, усилительного каскада с амплитудной отсечкой и селекторного каскада, формирователь селекторных импульсов, формирующий каскад, времяизмерительный блок и регистрирующий блок.Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерений, обусловленной наличием приемно-излучающего акустического преобразователя, позволяющего реализовать только импульсный метод измерений, обладающий ограниченной точностью.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ульразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее измерительный канал, состоящий иэ усилителя, двух акустических преобразователей, подключенных соответственно к входу - выходу усилителя и установленных параллельно друг другу, образуя акустический резонатор, и блока контроля настройки преобразователей, включенного на вход усилителя,Однако данное устройство характеризуется недостаточно высокой точностью и недостаточно широкими функциональными возможностями, обусловленными тем. что устройство содержит только один измерительный канал, вследствие чего нет возможности контролировать геометрию объектов, причем преобразователи разнесены, что приводит к уменьшению добротности при увеличении расстояния между преобразователями. На чертеже представлена блок-схе 40ма ультразвукового устройства дляконтроля размеров,Ультразвуковое устройство дляконтроля размеров содержит основнойизмерительный канал 1 и не менее45чем две пары дополнительных измерительных каналов 2, аналогичныхосновному каналу 1. Каждый измерительный канал 1 и 2 включает усилитель 3, два акустических преобразо 50вателя 4, подключенных соответственно ко входу и выходу усилителя 3,и блок 5 контроля настройки преобразователей 5, включенного на входусилителя 3. Акустические преобразователи 4 основного измерительного55 канала 1 установлены параллельнодруг другу, образуя акустическийрезонатор, Акустические преобразователи 4 дополнительных измерительных1218293 4каналов 2 подводятся к контролируемому изделию 12 на расстояние, рав- ное и2 каналов 2 выполнены в виде раздельно-совмещенных преобразователей и расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга таким образом, что акустические преобразователи 4 каждой пары дополнительных каналов 2 диаметрально противоположны друг другу. Помимо этого, устройство содержит блоки 6 АРУ по числу каналов, включенные соответственно между выходами и управляющими входами усилителей 3 каналов 1 и 2. Устройство также содержит блоки 7 вычитания частот по числу дополнительных каналов 2, первые входы которых подключены соответственно к выходу основного канала 1, блоки 8 суммирования частот по числу пар дополнительных каналов, входы которых под 1 ключены соответственно к выходам блоков 7 вычитания частот каждой пары дополнительных каналов 2, и преобраэо ватели 9 частота-напряжение по числу пар дополнительных каналов 2, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 8 суммирования частот. Кроме того, устройство содержит блок 10 измерения среднего диаметра и блок 11 измерения овальности. Входы каждого блока 10 и 11 соединены с выходами преобразователей 9 частота - напряжение, Контролируемое изделие 12 в ходе контроля располагается внутри окружности, описанной акустическими преобразователями 4 дополнительных измерительных каналов 2Ультразвуковое устройство для контроля размеров работает следующим образом. Перед проведением контроля акустические преобразователи 4 измерительных каналов 1 и 2 настраиваются при помощи блоков 5 контроля настройки преобразователей 4 при отключенных блоках 6 АРУ. При этом в дополнительных,каналах 2 настройку преобразователей 4 производят путем изменения угла между излучающим и приемным преобразователями 4, добиваясь максимальной амплитуды при отражении стоячей ультразвуковой волны от контролируемого изделия 12, и в основном канале 1 - тем же путем, добиваясь параллельности преобразователей 4. Затем при подключенном блоке 6 АРУ основного канала 1 устанавливают середину диапазона частоты генерации.Преобразователи 4 дополнительных где- длина волны ультразвуковыхколебаний в среде измерений;целое положительное число,10 т.е. в середину измерительного диапазона по частоте, Блоки 6 АРУ каналов1 и 2 поддерживают постоянной амплитуду сигналов на выходе усилителей 3.На выходах дополнительных каналов2 образуются сигналы, частота которых соответствует расстоянию междупреобразователями 4 и поверхностьюконтролируемого изделия 12. На выходе основного канала 1 образуются сигналы, частота которых соответствуетзаданному базовому расстоянию междупреобразователями 4, С выходом каналов 1 и 2 сигналы поступают в блоки7 вычитания частот, где происходит25 вычитание частот иэ каждого дополнительного канала 2 частоты основногоканала 1. Сигналы с выхода блоков 7вычитания частот, диаметрально противоположно расположенных относительного контролируемого изделия 12 допол,нительных каналов 2, поступают в блоки 8 суммирования частот, где происходит суммирование частот сигналов ив результате образуется сигнал ссуммарной частотой, соответствующей35диаметру контролируемого изделия 12в одной иэ плоскостей. С выхода блока 8 суммирования частот сигналы поступают на преобразователи 9 частота 40напряжение, где происходит преобразование частоты в аналоговые сигналы.С выхода преобразователей 9 частота - напряжение аналоговые сигналыпоступают в блок 10 измерения среднего диаметра, где происходит сумми 45рование сигналов с коэффициентом передачи 0,5, т.е. образуется сигнал,соответствующий среднему арифметическому значению диаметра контролируемого иэделий 12. С выхода преобразо 50ивателеи 9 частота - напряжение аналоговые сигналы поступают в блок 11измерения овальности, где происходитвычитание сигналов, т.е. образуетсясигнал, соответствующий овальности55 контролируемого изделия 12.Таким образом, ультразвуковоеустройство для контроля размеров,содержащее измерительный канал,12 18293 Составитель Техред М.Над ндаревский Редактор И. Сеглян ектор М. Демч каз 1127/5 одписно Тираж 671 И Государственного делам изобретений Москва, Ж, РаушН комитета СССРи открытий кая наб., д. 4(5 т иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,состоящий из усилителя, двух акустических преобразователей и блока контроля настройки преобразователей, позволяет повысить точность и расширитьфункциональные возможности благодарятому, что оно снабжено дополнительными измерительными каналами сраздельно-совмещенными преобразователями, блоками вычитания частот,блоками суммирования частот, преобразователями частота - напряжение,блоком измеренчя среднего диаметра и блоком измерения овальности, а также определенному расположению преобразователей дополнительных каналов вследствие возможности измерения нескольких геометрических параметров контролируемых изделий и постоянству амплитуды на выходе усилителей измерительных каналов, в результате 1 О чего .увеличивается добротность акустических разонаторов и компенсируются изменяющееся затухание среды, в которой производится контроль,