Ультразвуковой толщиномер

СОЮЗ СООЕТСКИХсаалюееампРЕСПУБЛИК 09 (И 1 В 17/02 УДАРСИЭО ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИСАНИЕОРСНОМУ СОИ ЕТЕН ЛЬСТВУ КА 25-2 ОЛЩИНОМЕРсится к измериет быть испольовой толщинои изделий изматериалов. Ъ(56) Авторское свидетельство СССРВ 922506, кл. С 01 В 17/02, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 249329, кл. С 01 В 17/02, 1986.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ (57) Изобретение отн тельной технике и мо эовано для ультраэву метрии и дефектоскоп различных однородных Цель изобретения - повышение точности и надежности измерения толщиныв широком диапазоне для различныхматериалов. Временной интервал, пропорциональный толщине изделия, формируется по второму и третьему эхосигналам, прошедшим через один и тотше компаратор, у которого вход уста"новки напря;кения порогового уровнясоединен с общей шиной. При этом задержка срабатывания комларатора невносит. погрешности, формирование временного интервала происходит на уча"стках сигнала с максимальной крутиз"ной фронтов, исключается погрешность,вызванная различием значений порого-вых уровней компараторов. 2 ил.Изобретениеотносится к области измерительной техники и может быть использовано для ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии иэделий из различных однородных материалов в машинострении.Целью изобретения является повышение точности и надежности измере" ния толщины в широком диапазоне для различных материалов,На фиг. 1 показана блох-схема ультразвукового толщиномера; на фиг. 2 " эпюры, поясняющие работу его основных узлов. Толщиномер содержит синхронизатор 15 1, предназначенный для запуска генератора 2 зондирующих импульсов, одновибратора 3 и приведения всего устройства в исходное состояние перед 20 каждым циклом измерения, преобразователь 4, предназначенный для излучения ультразвуковых колебаний через иммерположения во времени первого отраженного импульса, состоящую иэ одновибратора 3, триггера 9 и схемы 10 совпадения, схемы определения положения во времени второго отраженного импульса, состоящую из одновибратора11, триггера 12, схемы 13 совпадения и компаратора 14, фиксирующего переход сигналов через нулевой уровень, схему выделения стартового импульса, состоящую из триггера 15 и схемы 16 совпадения, схему определения поло" жения во времени третьего отраженного импульса, состоящую из одновибратора 17, триггера 18 и схемы 19 совпадения, схемы выделения стопового импульса, состоящую из триггера 20 и схемы 21 совпадения, генератор 22 счетных импульсов, интерполягионный измеритель 23 временных интервалов (ИИВИ) и узел 24 цифрового индикатора.Толщиномер работает следующим образом.Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, одновибратор 3, устанавливает триггеры 9, 12, 15, 18 и 20 в нулевое состояние и устанавливает ИИВИ 23 в исходное сионную жидкость 5 в контролируемое иэделие 6, приема отраженных от изделйя 6 эхоимпульсов и преобразования последних в электрические импульсы, усилитель 7, компаратор 8, предназ" наченный для выделения сигналов над уровнем шумов, схему определения 30 с ос то яние . Ге нера тор 2 зондирующихимпульсов возбуждает преобразователь4. Ультразвуковой импульс вводитсячерез слой иммерсионной жидкости 5в контролируемое изделие 6 и, распространяясь в нем, претерпевает многократные отражения от поверхностей,Ультразвуковые колебания, возникающие при этом, принимаются преобраэо"вателем 4 и преобразуются им в электрические импульсы (фиг.2 а), которыеусиливаются усилителем 7, Усиленныесигналы поступают на компараторы 8и 14, первый из которых имеет опорноенапряжение Ц выбираемое большимпо абсолютной величине, чем напряжение шумов преобразователя 4, Опорноенапряжение второго компаратора 14равно нулю,Выделение импульсов "Старт" и"Стоп" производится следующим образом," одновибратор 3, длительностьимпульса которого (фиг.2 б) выбирается большей длительности переходныхпроцессов в преобразователе, возникающих под воздействием импульсагенератора 2 зондирующих импульсов,по своему заднему фронту формируетимпульс (фиг,2 в), который переводиттриггер 9 в единичное состояние,разрешая прохожпение импульсов откомпаратора 8 через схему 1 О совпадения. В это время на выходе компаратора 8 присутствует импульс(фиг,2 г), который соответствуетпервому отраженному эхосигналу. Этотимпульс проходит через схему 10 сов"гадения (фиг.2 е) и возвращает триггер 9 в исходное состояние (фиг,2 д),закрывая схему. 10, Импульс с выходасхемы 10 совпадения (фиг.2 е) запускает одновибратор 11, длительностьимпульса которого (фиг,2 ж) выбираетсяменьшей времени, соответствующего минимальной измеряемой толщине. По заднему фронту импульса одновибратора 11Формируется импульс (фиг,2 з), которыйвключает триггер 12. Триггер 12 разрешает прохождение импульсов с выходакомпаратора 8 (Фиг.2 г) через схему 13совпадения, В этот момент на выходекомпаратора 8 присутствует импульс,соответствующий второму отраженномуэхосигналу, поэтому на выходе схемы13 появляется импульс (фиг.2 к), возвращающий триггер 12 в исходное состояние (Фиг.2 и) с выхода схемы 139Формула Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой приемно- передающий преобразователь, усилитель, вход которого подключен к приемно-передающему преобразователю, первый и второй компараторы, первые входы которых подключены к выходу усилителя, последовательно соединенные первый одновибратор, первый триггер, первая схема совпадения, второй одновибратор, второй триггер и вторая схема совпадения, выход первого компаратора соединен с вторым входом первой схемы совпадения, последовательно соединенные третий одновибратор, третий триггер и третья схема совпадения, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, измеритель временных интервалов и цифровой индикатор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения толщины в широком диапазоне для различных материалов, он снабжен соединенными между собой четвертым триггером и четвертой схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, а выход - с вторым входом измерителя временных интервалов, входом третьего одновибратора и первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с выходом второй схемы совпадения, соединенными между собой пятым триггером и пятой схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, а выход - с третьим входом измерителя временных интервалов и первым входом пятого триггера, вто" рой вход которого соединен с выходом третьей схемы совпадения, вторые входы первого, второго и третьего триггеров соединены с выходами соот" ветственно первой, второй и третьей схем совпадения, вход первого одновибратора соединен с выходом синхронизатора, вторые входы второй и третьей схем совпадения соединены с выходом первого компаратора, а второй вход второго компаратора соединен с обшей шиной. з144646 да схемы 13 (фиг.2 к) переводит триггер 1 5 в состояние, разрешающее прохождение импульсов от компаратора 14 через схему 16 совпадений (фиг.2 л). В этот момент на инверсном выходе5 компаратора 14 присутствует импульс (фиг.2 м), передний фронт которого соответствует переходу через ноль полупериода второго отраженного эхосиг О нала, Этот импульс, пройдя через схему 16 совпадения, возвращает триггер 15 в исходное состояние (фиг.2 м), он же являетсястартовым и подается на первый вход ИИВИ 23, Одновременно он включает одновибратор 17, длительность импульса которого (фиг.2 б) выбирается аналогично длительности импульса одновибратора 11. По заднему фронту вырабатываемого импульса одновибратор 17 выдает импульс (фиг.2 п), который переводит триггер 18 в единичное состояние. При этом разрешается прохождение импульсов с выхода компаратора 8 (фиг.2 г) через схему 19 совпадения. В этот момент на выходе компаратора 8 формируется импульс, соответствующий третьему отраженному эхосигналу. Этот импульс, проходя через схему 19 совпадения (фиг.2 с), своим задним фронтом воз.вращает триггер 18 в исходное состоя" ние (фиг,2 р), Он же переводит триггер 20 в" единичное состояние, разрешая прохождение импульсов от компаратора 14 через схему 21 совпадения. В этот момент на выходе компаратора 14 присутствует импульс (фиг.2 л), передний фронт которого соответствует переходу через ноль полупериода0 третьего отраженного эхосигнала, Этот импульс, пройдя через схему 21 совпадения (фиг.2 у), возвращает триггер 20 в исходное состояние (фиг2 т). Импульс, прошедший схему 21 (фиг.2 у), является стоповым и подается на вто 45 рой вход ИИВИ 23. Временной интервал между передними фронтами импульсов (фиг. 2 м, р) пропорционален измеряемой толщине.Использование ультразвукового тол О щиномера позволяет повысить надежность измерения при автоматизированном контроле крупногабаритных изделий с переменной толщиной, кривизной и шероховатостью, изготовленных из материалов с различными акустическими характеристиками. изобретения1446469 йФа 2оставитель В.Кольцовехред М.Ходанич Корректор В.Гирня едактор Л.Гратилл ям при ГКНТ СС5 роектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,Заказ 6738/46 Тираж 680 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Подписное изобретениям и откр 5, Раушская наб., д.