Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер Советский патент 1983 года по МПК G01B17/02 

t10 Изобретение относится к средстнам измерения и может найти применение для измерения и контроля топшины изделий при одностороннем аоступе к ним. Известен ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и пьезопреобразователь, к выхо ду которого подключен приемно-усилитель ный блок, генератор счетных импульсов, интеграторно-аапоминаклций блок и подкл ченный к его выходу регистраторГ13 Недостатками известного толщиномера являются низкая помехоустойчивость и быстродействие., Цель изобретения - повышение помехо устойчивости при заданном быстродейств Указанная цель достигается тем,чтоупьтразвуковой эко-импыпьсный толщиномер, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и пьеэопреобразователь, к выходу которого подключёй приёмно-усилительный блок, генератор счётных импульсов, интеграторно-запомина кщий блок и подключённый к его выходу регистратор, снабжен реверсивным счётчиком, суммируюший вход которого подключён к выходу генератора, вычитающий вход к выходу приёмно-усили тельного блока, а вь1ход - к управлякшему входу Интеграторно-запоми накндего блока, и умножителем частоты, соединенным управляющими входами с выходами реверсивного счётчика, сигнальным входом - с выходом генератора счётных импульсов а выходом с сигнальным входом интеграторно-за- . поминающего блока. На фиг, 1 приведена структурная схе ма толщиномера; на фиг. 2 ч- временные диаграммы, поясняющие работу толщиномера. Ультразвуковой эхо-импульсный толщи номер содержит последовательно соединенные генератор 1, усилитель мощности 2, пьезопреобразователь 3, подключен ный к его выходу приемно-усилительный бпок 4, генератор 5 счетных импульсов, цифровой умножитель 6 частоты, реверсивный счетчик 7, интеграторно-запомина ющий блок 8 и регистратор 9. Генератор 1 подключен к суммирующе му входу реверсивного счетчика 7, пьезо преобразователь 3, связываемый с измеряемым изделием 10, соединен через приемно-усилительный блок 4 с вычитаюшим реверсивного счетчика 7. Выход генератора 5 счетных импульсов соедннен с сигнальным цифрового 9 умножителя частоты, выход которого соединен с входом интеграторно- запоминаю- s щего блока 8, управлякиций вход которого подключен к контрольному выходу реверсивного счетчика 7. Выход интеграторнозапоминающего блока 8 подключен к входу регистратора 9, а выходы реверсивного счетчика 7 соединены с управляющими входами умножителя 6 частоты. Толщиномер работает следукацим образом, Генератор 1 генерирует периодически пачку импульсов (фиг, 2а), поступающую на суммирукмций вход рверсивного счетчика 7, Усиленные импульсы излучаются частью раздельно - совмещенного пьезопреобразователя 3. Распространяясь в. материале изделия 10, ультразвуковые колебания отражаются от его второй поверхности ипопадают на приёмную часть пьезопреобразователя 3, где преобразуются в электрические колебания, поступающие на вход приёмно-усили тельного блока 4, Отселектированная, сформированная, задержанная относительно генерируемой генератором 1 пачка импульсов (фиг.2б) поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, На сигнальный вход цифрового умножителя 6 частоты поступают высокочастотные импульсы частотой f с генератора 5 счетных импульсов. Цифровой умножитель 6 частоты управляется содержимым реверсивного счётчика 7. Частота импульсов f на выходе умножителя 6 (фиг, 2в) равна М-Ед , где М - содер- жимое реверсивного счётчика 7. При М О f О, Число импульсов N, поступивших на вход интеграторно-запоминаюшего блока 8 за время Тц между, началом излучения пачки импульсов и концом принятой пачки импульсов (фиг, 2г), пропорцио нально сумме времен задержек между соответствующими излученными и принятыми импульсами и определяется из выражения. N(t.t2.t,.) Таким образом, в интеграторно-за.-; оминающем блоке 8 происходит накопение измерений. Лля определения усреденного времени задержки, пропорциоального толщине изделия Ю, необходимо |Ч . разделить на число импульсов, содеращихся в . Число импульсов в в пачке удобно выбирать кратным степени десяти, , в гаком случае деление осущесгаляется простым перенесением запятой в счетчике интеграторно-оапоминаюшего блока 8

На контрольном выходе реверсивного счётчика 7 по5Шляется высокий потенциал, когда счётчик находится в нулевом состоянии (фиг. 2г) ,, По переднему фронту этого импульса происходит перепись содержимого интеграторно-оапоми- наюшего блока 8 в регистратор 9, а

Шш1

а 1| ш

счётчик блока 8 обнз ляется. Толщиномер готов к выполнению следукшего цикла

измерения.

Введение новых элементов - реверсивного счётчика и цифрового умножителя .частоты позволяет увеличить помехоустойчивость тойшиномера при заданном его быстродействии.

ЛЛЯШ1 иш

.УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭХОИМПУЛЬСНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мсяцности и пьезопреобрааоватеяь, к выходу которого подключен приемно-усили тельный блок, генератор счетных импульсов,ннтеграгорно-запоминакший блок и подключенный к его выходу регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения nf iexo.устойчивости дри задеатом бьютродействии, он снабжен реверсивным счетчиком, суммирующий вход которого подключен к выкойу генератора, вычитающий вход - jt выходу приемн о-усилительного .блока, а выход - к управляющему входу .интеграторяр-запоминаюшего бпока,и умножителем частоты, соединенным управляющими входами с выходами реверсивного счетчика, сигнальным входом с выходом генератора счетных импульсов, и выходом с сигнальным входом интегр.-: раторно-эапоминакяаего блока. 4; ас со Р со