Ультразвуковой резонансный толщиномер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ(59 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 486218, кл, С 01 В 17/00, 1975,Авторское свидетельство СССРИф 1026008, кл, С 01 В 17/02, 1(57) Изобретение предназначено дляисследования материалов с помощьюультразвуковых колебаний, а болееконкретно для измерения толщины металла, и может быть применено в химической, нефтяной, авиационной и 983.1 Й ТОЛОПИСАНИ АВТОРСКОМУ других областях народного хозяйства, Целью изобретения является повышение достоверности контроля толщины и расширение,диапазона измерения.Для достижения поставленной цели в известный ультразвуковой толщиномер, прин цип действия которого основан на определении резонансной частоты объекта контроля, введены генератор линейно изменяющегося напряжения, операционный усилитель, усилитель тока и резистор обратной связи, обеспечивающие линейное перемагничивание моду" лятора в процессе формирования зондирующего сигнала, а также управляемый аттенюатор, выравнивающий амплитуду резонансных импульсов. 1 ил., СОЕЦИНЕН(ГП, ИЭМ(Р;-;., =:Ь;:,( . .-.;.-5-5 Р; О,8 блок С 5 5:ь(дР,ИРии( т:"О".:,"(.ан-ь:,л "Пзатов ( 3 и(ектра, КГ(юч ,.; (окВЫХОД КОТОр ОГО " ОЕ ДНИ Р: - .(Е Р Яь(М 2;-.входом электронно-пучево( .:э 7:.КипоследовательнО Оэди(РВ ые д-.ли гел,:.и блок 5;, пи,роой;.б -.,(.;,г(уЛИЕИО -:-:,"ьн 5 Г,.БР Ь 1" -" .: -Г: 1 Р-:( ОЕОЗЦИО П(Ь 5."(И .(5 (У " 3 Л(5гъ(а (,;,(1 д",и(5 гтг 5 р ".,5 и:, 5 эйнВХОДОМ .(ЛЮЧ "., Р - , ТО;.,С "ВТОВЬ 5 МК ВХОДЯ.,И 5 г 1(-:-" 55; г": (ра и клача (пе(5 ьй,",ь(5 ; ц ,О; ";с"; 1".ра 18 соедБнен( ". вторн(:( .: :,Одом ). Ис "ратор аК -Ч;рсь" -; ":, , р Р, -, -,ВХОДОМ ана Пиза ТО"а,5,:";гт", Р р;:ВТОРОЯ ВЫХ(Г - С " Р =,Иг:"О(гм , . Об ЯНОИ Г,Влэ Я Рк" ; ;:Уэ-. :,;.с 11 п(;-г.-,",.УНОГО т. И.:иг;Т;( :",. Гь(;, г 1 т, - . Р. 5 а,;-;:иЛИВ(ЕЙНО ИЗ(, еп 5 нг(;:,:,Гол - , ", ;.1. ж(Н,5СОЕДИНР 5(В 1 П(1 М у,(1;, ,:, ОРц ГяР.:; 5 Пь" . -И ЯТО(-Ь(М " О гзГ ., р" -трубки 7; В;.:.;., д:;и.:.:-;-, .разм. Г;напряжен. я Выоаать 5:а ", .;.р;:.:;.(О. зь .СИГН г(ос:т(да(ц:;,; .;, 5:,;,д 2 р котовы;( В Оин и.-:. и,.)Р( .В В(г,-чает ключ;: и закрь.:э".Вт :.;.ц.: , .:Ьк .-,.:череэ обмоткГ агиитног(,;Ог ;ляг" ( О"8 начинагт мРс,ть ;:;(О,; .,",(;-;-ЗаКОН(: астота КОННО . -.,л - ," Ого;:;г(НТУра наяогенного . е с-, по -: - ,", .( Бз Й:;:и . роматериала и помещенного в поле магнитного модулятора, также меняетсяпо линейному закону, следовательно,меняется частота генератора 2. В процессе измерения преобразователь 1 усгановлен на изделии, толщину которого необходимо измерить При работе генератора 2 качающейся частоты в момент, когда толщина контролируемого образца кратна половине длины волны ультразвуковых колебаний, в иэделии возиикают стоячие воды, вследствие чего Высокочастотный сигнал генератора 2 ь.одулируется по амплитуде резонансными импульсами изделия, Продетектированные импульсы через ключ 3 поступают на вход аттенюатора 4, на второйвход которого подается пилообразное напряя;ение с генератора 15 линейно кэм(еняющегося напряжения. управление сопрстивлением аттенюатора пилообразным напряжением построено такимОбразом, что Оно возрастает с ростомамплитуды поступаюших на вход аттен(дат(5 ра 4 резонансных импульсов. С."Ыхода аттенюатора 4 равные по амплигуде резонансные импульсы поступаютна Вход блока 5 обработки резонансныхимпульсов, где усиливаются и через делитель 6 поступают на вертикально Отклоняющие пластины электронно-лузгйО бекБ ультразвуковых резонансных толщиномерах толщина контролируемого изделкя определяется путем косвенного кзмерения частот акустических резонансов Для этой цели в толщиномере. служит измерительный генератор 8, Вырабатывающий высокочастотные колебания поступающие на входы блока 9Выделения гармонических составляющих ,; делителя (3, В блоке 9 выделения гармоник происходит выделение 2-й,З-й, 4-й и-й гармонических сос тавляющих. Во Второй период работы коммутатора 20 генератор 2 качающей" ся частоты прекращает своа работу и Открывает анализатор (О спектра, где гармонические составляющие выделяются а виде Высокочастотных биений, ,.:,етекткруются и поступают на вход второго ключа (1, которьй Открывает-ся на;(Омент работы анализатора 10. С Выхода ключа 11 сигнал поступает на блок 12 обработки измерительных импульсов. усиливаегся и поступает на Вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 7, на экране которой добиваются совмещенияизмерительных импульсов с резонанс-ными путем изменения частоты измерительного генератора 8. Частота, при которой происходит совмещение, равна частоте акустического резонанса контролируемого изделия, которая несет информацию о толщине. Сигнал генератора 8 через делитель 13 поступает на вход блока 14 циФровой обработки, где преобразуется в значение измеряемой толщины.Линейное перемагничивание магнитного модулятора 18 обеспечивается за счет сравнения сигналов генератора 15 линейно изменяющегося напряжения и самого моцулятора 18, снимаемого с резистора 19 обратной связи ча операционном усилителе 16, и управления процессом перемагничивания разностным сигналом, усиленным с помощью усилителя 17 тока..Таким образом, в предложенном ультразвуковом резонансном толщиномере осуществляется линейное перемагничи ванне модулятора, что приводит к равномерному распределению на экране электронно-лучевой трубки резонансных и измерительных импульсов, обеспечивающему повышение достоверности контроля, а также к.расширению диапазона перемагничивания.Формула изобретения"Ультразвуковой .резонансный толщи- номер, содержащий модулятор, коммутатор, последовательно соединенные пьезопреобразователь, генератор качающейся частоты и первый ключ, последовательно соединенные блок обработки резонансных импульсов, первыйделитель и электронно-лучевая трубка,последовательно соединенные измерительный генератор, блок выделениягармоник, анализатор спектра, второйключ и блок обработки измерительныхимпульсов, последовательно соединенные второй делитель и блок цифровойобработки, выход модулятора соединенс вторыми входами генератора качающейся частоты и анализатора спектра,первый выход коммутатора соединен свторым входом первого ключа, а еговторой выход - с третьим входом анализатора спектра и вторым входом второго ключа, вход второго делителясоединен с выходом измерительного генератора, а выход блока обработки измерительных импульсов - с первым входом электронно-лучевой трубки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения достоверности контроля и расширения диапазона измерения,он снабжен управляемым аттенюатором,первый вход крторого соединен с выходом первого ключа, а выход - с входом блока обработки резонансных импульсов, последовательно соединенными генератором линейно-изменяющегосянапряжения, операционным усилителеми усилителем тока, выход которогосоединен с входом модулятора и резистором обратной связи, соединеннымс вторым выходом модулятора и вторымвходом операционного усилителя, а,выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом коммутатора, вторым входом управляемогоаттенюатора и вторым входом электронно-лучевой трубки.1434246 Составитель В.КольцовТехред Л,Сердюкова Корректор М.Васильева едактор Л.Пчолинская Подписное Заказ 5542 4 та СССытий дв изводственно-.полиграфическое предприятие, г. Ужгоро роектная,Тир В 11 ИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, аж 680рственного комитзобретений и откЖ, Раушская н