Способ определения толщины изделий и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО ,1422)5 Ь 01 ИЗОБР Ис Бю ионную и цы, корп ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СС9 896412, кл. С О В 17/02, 1985.Авторское свидетельство СССР11 ь 8964 13, кл, С 01 В 17/02, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕПЕШЕЯ ТОЛЩИНЪ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к нераз" рушающему ультраэнуковому контролю качества и может быть использовано для измерения толщины изделий из:любых материалов при одностороннем доступе к их поверхностям. Цель цэоб" ретеция - повьппение точности измере" ния толщины иэделий. Изменением толщины контактного слоя добиваются равенства резонансных частот в трехкомпонецтной системе пьезопреобраэо" ватель - жидкостный контактный слой- .контролируемое изделие ц в двухкомпонентной системе пьезопреобраэователь - жидкостный контактный слой. По равной резонансной частоте определяют толщину контролируемого изделия. Для осущ ствлецця способа используют устройство, содержащее осдополнительную пьезопластнус, держатель, на которомзакреплены основная и дополнительнаяпьезопластииы ц который установленв корпусе с воэможностью перемещения,микрометрицеский винт, шарнирно связанный с. держателем и с помощью ництоного соединения с корпусом, а также пассивную пьезопластину, идентичную основной и дополнительной пьезопластинам. Основная и дополнительнаяпьезопластины акустически нагружены через контактные жидкости соответственно на контролируемое изделие и пассивную пьезопластину. Причем скоростьраспространения ультразвуковык колебаний в -идкостп, которой заполнена Еполость, образованная корпусом, основ- фной пьезопластиной и контролируемымизделием, в два раза вьпне, чем ско- С,рость распространения ультразвуковыхколебацшх в жидкости, которой заполне- Яца полость, образованная корпусом,дсполнительной и пассивной пьезопластинами. Акустическая система, образованная дополнительной пьезопластиной,жидкостным контактным слоем и пассивнойпьезопластиной, представляет собоймодель двухкомпонснтной системы пьезо- рпластина жидкостный контактныйслой. 2 с,п. ф-лы, 2 ил.14227Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю и может быть использовано для измерения толщины изделий из любых материалов при одностороннем доступе к их поверхностям.Цель изобретения - повышение точности измерения толщины изделий.На Фиг, 1 изображено предлагаемое устройство для осуществления способа, на Фиг 2 показаны графики зависимости резонансной частоты трехкомпонентной системы пьезопреобразователь-жидкостный контактный слой - контролируемое иэделие (сплошные линии) и15 двухкомпонентной. системы пьеэопреобразонатель - жидкостный контактный слой (пунктирная линия) от толщины слоя контактной жидкости.Устройство содержит одинаковые20 основную 1 и дополнительную 2 пьезопластины, служащие для возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК), Пье" зопластины 1 и 2 электрически.объединены между собой и закреплены на общем держателе 3, который может перемещаться внутри корпуса 4 микро- метрическим винтом 5, связанным шар-. нирно с держателем 3 н с помощью резьбового соединения с корпусом 4.ЗО Под дополнительной пьезопластиной 2 расположена с ней соосно пассивная гьеэопластина 6, идентичная пьезопластинам .1 и 2, Она не ноз.буждает УЗК и н резонансных явлениях участ нует как пассивный слой, Эта пьеэопластина закреплена на регулировочнам диске 7, который связан с корпусом 4 с помощью резьбового соедине" ния и обеспечивает возможность кор ректировки расстояния между пьезопластннами 2 и 6. Кроме того, регулировочный диск 7 герметизирует ло-4кальную полость 8 под дополнительной пьезопластиной, которая заполнена 45 жидкостью со скоростью распростране" ния н ней ультразвуковых"колебаний в два раза меньшей скорости ультразвуковых колебаний в жидкости, заполняюфщей локальную .полость 9 под основной пьезопластиной 1. Акустические сопротивления обеих жидкостей одинаковые.Способ изобретения заключается н том, что резонансная частота, одина" ковая для трехкомпонентной системы пьезопреобразователь - жидкостный контактный слой - контролируемое иэделие и двухкомпонентной системы пьезопреобраэователь - жидкостный контактный слой, равна резонансной частоте ненагруженного (свободиоколеблющегося) контролируемого иэделия. Зная зту частоту, можно определить толщину изделия по формуле, справедливой для изделия с ненагруженными поверхностямии се 2 Егде с - скорость распространения УЗКн материале иэделияГ " резонансная частота;и - номер резонанса.Для осуществления способа измерения толщины иэделия используется до"полнительная система слоев, зависимость резонансной частоты которой от.толщины контактного слоя полностью,совпадает с аналогичной зависимостьюдля двухкомпонентной системы пьезопреобраэователь - жидкостный контактный слой. Таким образом дополнитель"ная система является моделью двухкомпонентной системы.Способ осуществляют следующим образом,Перед проведением измерений устанавливают зазоры между основной пьезопластиной 1 и изделием 10 и междудополнительной 2 и пассивной 6 пье"зопластинами. Для этого располагаютустройство на поверхности иэделия10 и вводят в соприкосновение с иэделием 10 основную пьезопластину 1 спомощью микрометрического винта 5.Далее снимают устройство с изделия10 и, вращая регулироночный диск 7, добиваются соприкосновения дополнительной 2 и пассивной 6 пьезопластин. Затем устанавливают устройство на изделие 10 и электрическими коле" баниями переменной частоты возбуждают основную 1 и дополнительную 2пьеэопластины и определяют резонанс- ные частоты акустических колебаний в трехкомпонентной и двухкомпонент" ной системах устройства. Изменяя тол" щину жидкостного контактного слоя,вращением микрометрического нинта 5определяют резонансную частоту, равиую для обеих систем. Это соответстнует пересечению зависимостей резонансных частот трехкомпонентной и двухкомпонентной систем от толщины жидкостного контактного слоя (ем, Фиг, 2), Используя выражение (1), определяют толщину контролируемого иэделия.3 14227 чТаким образом данный способ измерения толщин изделий позволяет повысить точность измерений за счет определения резонансной частоты трехком 5 понентной системы пьеэопреобразователь - жидкостный контактный слой- контролируемое изделие, прн которой полностью отсутствует нлияцие пьезопластины и контактного слоя на конт" Ролируемое изделие.Формула изобретения1. Способ определения толщины иэделий, заключающийся в том, что возбуждают с помощью пьезопреобразователя через жидкостный контактный слой ультразнуковые колебация переменной частоты в контролируемом изделии, из-, меняют толщину контактного слоя и определяют резонансные частоты систе" мы пьезопреобразонатель - жидкостный контактный слой " контролируемое изделие при Различных значениях толщины , контактного слоя, с учетом которых определяют толщину контролируемого иэделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно определяют резонансные частоты системы пьезо 30 преобразователь - жидкостный контактный слой при различных значениях толщины жидкостного контактного слоя, а толщину изделия определяют по резонансной частоте, одинаковой для 35 систем пьезопреобразователь - жидкостный контактный спой - контролируемое иэделие и пьеэопреобразователь - жидкостный контактный слой,2. Устройствэ для определения топщиць 1 изделий, содержащее корпус,держатель, устацонленный с воэможностью перемещения внутри корпуса,одинаковые основную и дополнительнуюпьеэопластины, электрически соединенные между собой и закрепленные цадержателе, микрометрический винт,связанный шарнирно с держателем ипосредством резьбового соединения скорпусом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, оно снабжено регулнровочным диском, соединенным с корпусомпосредством резьбового соединения ирасположенным соосцо с дополцнтель".цой пьезопластиной, пассивной пьеэопластнцой, идентичной двум другим изакрепленной на регулировочцом диске, полость, образованная корпусом,дополнительной пьезопластиной и регулировочным диском, заполнена кон"тактцой жидкостью, полость под основной пьезопластицой предназначенадпя заполнения рабочей контактнойжцдк стью с равным акустическим со"противлением, и скоростью распространения ультразвуковых колебаний боль-1422797 01 цр УЮхадкоеяиого коятакииеео см68 Арбузовитал РедакторЮаююЗаказ 43 ного омитета СС ений и открытнК Рауаская наб., д ева ее Проектная, 4 оро Сос Л.Волкова Техр юввваюювваеввавеююе Гнр ВНИИПИ Госуд по делам 113035 Москва