Ультразвуковой толщиномер

.Скомо- Испольо метра, 3, толщи, 112 шающего контроСправочник под М.: Машиностротво СССР ые через я в издел ьтрдзвуот его СО1,1 дают н бразуют оступаю т запуск авливае нал с выв другоетриггера льс, дли врем ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Управление приволжскими магиными нефтепроводами и Научно-тский центр научно-технического твомолодежи "Магистраль""Кварц", Дефектоскопия, 1973, МКоролев М,В. Эхо-импульсныенометры, - М,: Машиностроение, 1 С.Приборы для неразрля материалов и изделииред, В.Б.Клюсева, Кн,.ение, 1976, 391 с,Авторское свидетельМ 522407, кл. 6 01 В 17/ Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля толщины стенок трубопроводов,Известен толщиномео "Кварц", состоящий из синхронизатора, генератора, раздельно-совмещенного пьезопреобразователя, усилителя, триггера, стробирующего устройства, ключа формирователя, микроампер- метра и схемы компенсации, Толщиномер работает следующим образом,Снхрониэатор запускает генератор, который возбуждает излучающий пьезоэлемент, Преобразователь создает(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля толщины стенок трубопровода. Цель изобретения - павы шение точности достигается тем, что на объект контроля наносится контактная жидкость и устанавливается блок преобразователей, состоящий из пьезопреобразователя и накладного вихретокового преобразователя, а 1-й измерительный канал толщиномера выполнен в виде последовательно соединенных приемно-передающего устройства и блока измерения временных интервалов, 2-й измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора, в колебательный контур которого включен накладной преобразователь, и преобразователя частота-код, вход которого соединен с ( выходом приемно-передающего устройства. 1 с.п.ф-л ы, 1 ил. ультразвуковые колебания, котор слой контактной жидкости вводятс лие, Распространяясь в изделии, у ковые колебания отражаются внутренней поверхности и попа приемный пьезоэлемент, где прео ся в электрические колебания, и щие на вход усилителя, В момен генератора синхронизатор устан триггер в исходное состояние. Сиг хода усилителя переводит триггер устойчивое состояние. На выходе формируется прямоугольный импу тельность которого равна интервал40 45 50 55 ни прохождения ультразвукового (УЗ) импульса от излучающего пьезоэлемента через измеряемое изделие до приемного пьезоэлемента, Изменение толщины измеряемого изделия приводит к изменению длительности импульса на выходе триггера. Стробирующее устройство запускаемое синхронизатором, предотвращает опадение наводок на вход усилителя. Триггер управляет ключом-формирователем, пропускающим ток через микроамперметр во время действия импульса. Микроампер- метр. включен между ключом-формирователем и схемой компенсации таким образом, что постоянная составляющая тока схемы компенсации, протекающего через микроамперметр, компенсирует ту часть постоянной составляющей тока ключа-формирователя, которая определяется временем прохождения УЗ импульсов по обеим призмам пьезопреобразователя и слою контактной жидкости.Однако полной компенсации толщины слоя контактной жидкости не происходит, что является недостатком аналога.Известен также ультразвуковой толщи- номер.Устройство состоит из пьезопреобразователя, подключенного к приемно-передающему устройству, и блока измерения воеменных интервалов, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входу приемно-передающего устройства. Устройство работает следующим образом,Приемно-передающее устройство, состоящее из генератора импульсов, возбуждающих преобразователь, и усилителя, усиливающего эхо-импульсы, несущие информацию о толщине измеряемого объекта, вырабатывает на одном из своих выходов импульсы начала отсчета временного интервала, на другом - импульсы конца отсчета, Эти импульсы поступают в блок измерения временных интервалов, где происходит измерение интервала времени между импульсами.Недостатком является то, что при измерении изделия малой толщины необходимо измерять интервал времени между зондирующим и первым эхо-импульсом, при этом, следует устранить влияние толщины контактной жидкости на погрешность измерения.Наиболее близким является ультразвуковой толщиномер, содержащий модулятор; последовательно соединенные ультразвуковой датчик, генератор качающей частоты и измерительный канал и индикатор, а также последовательно соединенные индуктивный датчик, выпол 5 10 15 20 25 30 35 ненный в виде плоской спирали, расположенной на рабочей поверхности ультразвукового датчика, вторые генератор качающей частоты и измерительный канал и мостовой сумматор, входы которого соединены с выходами обоих измерительных каналов, выход с индикатором, а модулятор соединен с входами генератора качающей частоты,Наличие мостового сумматора приводит к возникновению ошибок, так как этот узел позволяет скомпенсировать лишь линейные зависимости.Целью изобретения является повышение точности измерения толщины изделий.Для достижения поставленной цели в ультразвуковом толщиномере, содержащем последовательно соединенные пьезопреобразователь, первый измерительный канал, блок обработки сигналов и индикатор, последовательно соединенные накладной преобразователь соосно закрепленный на пьезопреобразователе, рабочие поверхности которых находятся в одной плоскости, второй измерительный канал, соединенный со вторым входом блока обработки сигналов, первый измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных приемно-передающего устройства и блока . измерения временных интервалов, второй измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора, в колебательный контур которого включен накладной преобразователь, и преобразователя частота-код, вход которого соединен с выходом приемно-передающего устройства.На чертеже представлена функциональная схема ультразвукового толщиномера,Устройство состоит из пьезопреобразователя 1, приемно-передающего устройства 2, блока временных интервалов 3, ЭВМ 4, содержащем устройство 5 вывода информации, устройства 6 ввода информации, вихре- токового преобразователя 7, блока обработки сигналов, состоящего из автогенератора 9, преобразователя 10 частотакод. Цифрой 11 обозначен объект контроля (ОК), цифрой 12 - контактная жидкость.Пьезоэлектрический преобразователь 1 подключен к приемно-передающему устройству 2, два выхода которого соединены с двумя входами блока 3 измерения временных интервалов, Вихретоковый преобразователь 7 подключен к блоку 8 обработки сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом приемно-передающего устройства 2, Выход блока 3 измерения временных интервалов соединен с первым входом ЭВМ, второй вход которой соединен с выходом блока 8 обработки сигналов, Вихретоковый преобразователь 7 и пьезопреобрэзователь 2 представляют собой единуюконструкцию, причем рабочие поверхности преобразователей расположены в однойплоскости. 5Пьезопреобразователь 1 и приемно-передающее устройство 2 служат для возбуж- .дения ультразвуковых колебаний в ОК 11 и приема эхо-импульса, отраженного от дна изделия. Блок 3 измерения временных интервалов предназначен для измерения времени от момента формирования зондирующего импульса до момента прихода эхо-импульса, Вихретоковый преобразователь 7 совместно с блоком 8 обработки сигналов служит для измерения толщины слоя контактной жидкости 12, ЭВМ 4 обрабатывает информацию, поступающую из блока 3 измерения временных интервалов,блока 8 обработки сигналов и устройства 6ввода информации в соответствии с записанной в нее программой,Устройство работает следующим образом,На объект контроля наносится контактная жидкость(глицерин, трансформаторное масло, вода и т,п.). На подготовленный таким образом участок контроля устанавливается блок преобразователей, состоящий из пьезопреобразователя 1 и накладного вихретокового преобразователя 7. По сигналу приемно-передающего устройства (генератора зондирук 1 щего импульса) 2 происходит возбуждение пьезопреобразователя 1, который излучает через слой контактной жидкости в контролируемое изделие продольную ультразвуковую волну, В момент формирования зондирующего импул ьса в блоке измерения временныхинтервалов 3 начинается отсчет временного интервала, Завершается отсчет в момент поступления данного эхо-сигнала в приемно-передающее устройство 2, который управляет работой блока измерения временных интервалов 3, С помощью ВТП 7и блока 8 обработки сигналов производятся измерения расстояния от пьезопреобразователя 1 до внешней поверхности электро- проводящего контролируемого изделия, Это расстояние равно толщине слоя контактной жидкости. Измеренные интервал времени и толщина контактной жидкости 10152025 30 3540 4550(зазор), преобразованные в блоках 3 и 8 в двоичный код, вводят в ЭВМ, В клавиатуры ЭВМ в ОЗУ машины вводятся значения скоростей ультразвуковых колебаний в материале измеряемого объекта и в контактной жидкости. По введенным и измеренным значениям в ЭВМ производится вычисление толщины контролируемого изделия с исключением влияния на результат измерения составляющей . погрешности, обусловленной толщиной контактной жидкости, Э В М вычисляет толщину изделия в соответствии с выражением:тС 2 т 1 С 2Тг= --2 С 1где 1 - интервал времени между зондирующими и первым донным эхо-импульсом; т 1 - толщина слоя контактной жидкости, измеренная вихретоковым каналом толщиномера; С 1 - скорость ультразвуковых колебаний в контактной жидкости; Сг - скорость ультразвуковых колебаний в измеряемом изделии.Обработка сигналов производится с помощью ЭВМ, которая в состоянии оперировать как с линейными, так и нелинейными зависимостями,Формула изобретения Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные пьезопреобразователь, первый измерительный канал, блок обработки сигналов и индикатор, последовательно соединенные накладной преобразователь, соосно закрепленный на пьезопреобразователе, рабочие поверхности которых находятся в одной плоскости, второй измерительный канал, соединенный со вторым входом блока обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, первый измерительный какал выполнен в виде последовательно соединенных приемопередающего устройства и блока измерения временных интервалов, второй измерительный канал выполнен в виде последовательно соединенных автогенератора, в колебательный контур которого включен накладной преобразователь, и преобразователя частота - код, вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства.каз 3449 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101