Ультразвуковой толщиномер Советский патент 1984 года по МПК G01B17/02 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля размеров изделий. По основному авт.св. № 868352 известен ультразвуковой толщиномер, содержащий три измерительных канала s каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя и усилителя, блок управления, выход которо подключен к входам генераторов зонд рующих импульсов первых двух канало последовательно соединенные первый блок памяти, вход которого подключен к выходу блока управленя, схема И-НЕ, первый вход которой подключен к выходу первого, блока памят первая схема И, первый вход которой соединен с выходом схемы И-НЕ, а второй вход - с выходом первого блока памяти, первый счетчик и блок деления, последовательно соединенные вторая схема И, первый вход которой соединен с вькодом первого блока памяти, и второй счетчик,выхо которого соединен с вторым входом блока деления, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам схем И, второй блок памяти, включенные между блоком управления и схемой И-НЕ, при этом выход усили теля первого канала подключен к вхо ду генератора зондирующих импульсов третьего канала, а выходы усилителе второго и третьего каналов соединен с вторыми входами блоков памяти. Недостатком известного толщиномера является низкая точность измерений, обусловленная отсутствием уч та шероховатости поверхности контро лируемого изделия при локационном измерении толщины. Цель изобретения - повьшение точ ности измерений путем измерения шероховатости поверхности контролируе мого изделия. Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой толщиномер, содержащий три измерительных канала, каждьй из которых состоит из последовательно соединенных генератора з дирующих импульсов, ультразвукового преобразователя и усилителя, блок угфавления, выход которого подключен к входам генераторов зондирующих импульсов первых двух каналов, посл довательно соединенные первый блок памяти, вход которого подключен к выходу блока управления, схема И-НЕ, первый вход которой подключен к выходу первого блока памяти, первая схема И, первьй вход которой подключен к выходу схемы И-НЕ, а второй вход - к выходу первого блока памяти, первый счетчик и .блок деления, последовательно соединенные вторая схема И, первый вход которой соединен с выходом первого блока памяти, и второй счетчик, выход которого соединен с вторьм входом блока деления, генератор импульсов, выход которого подключен к вторым входам схем И, второй блок памяти, вкпюченньй между блоком управления и схемой И-НЕ,при этом выход усилителя первого канала подключен к входу генератора .зондирзпощих импульсов третьего канала, а выходы усилителей второго и третьего каналов соединены с вторыми входами блоков памяти, снабжен подключенными последовательно к блоку управления генератором зондирующих импульсов и излучателем, приемником ультразвуковых колебаний и последовательно соединенными с ним усилителем, аналого-цифровым преобразователем и сумматором, второй вход которого подключен к блоку деления. На чертеже изображена структурная схема ультразвукового толщиномера. Ультразвуковой толщиномер содержит блок 1 управления, соединенньй с входом первого измерительного канала (не обозначен), состоящего из последовательно соединенных генератора 2 зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя 3 и усилителя 4, и с входом второго измеритель- кого канала, состоящего из последовательно соединенных генератора 5 ЗОНДИР5ПОЩИХ импульсов, ультразвукового преобразователя 6 и усилителя 7. Третий измерительный канал (не показан), вход которого соединен с выходом усилителя 4 состоит из последовательно соединенных генератора 8 зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя 9 и усилителя to. Первые входы (не обозначены) первого и второго блоков 11 и 12 памяти соединены с выходами блока 1 управления, а вторые входы (не обозначены) - с выходами усилителя 7 и 10. Входы схемы И-НЕ 13 соединены с выходами первого и второго блоков 11 и 12 памяти, один вход первой схемы И 14 соединен с выходом схемы И-НЕ 13. Первый вход (не обозначен)второй схемы И 15 соединен с выходом первого блока памяти. Выход генератора 16 импульсов соединен с третьим входом первой схемы И 14 и с вторым входом второй схемы И 15. Входы первого и второго счетчиков 17 и 18 соединены с выходами первой и второй схем И 14 и 15, а выходы - с первым и вторым входами (не обозначены) блока 19 деления. Вход генератора 20 зондирующих импульсов соединен с выходом блока 1 управления, вход излучателя 21 ультразвуковых колебаний соединен с выходом генератора 20 зондирующих импульсов.Кроме того, толщиномер, содержит приемник 22 ультразвуковых колебаний, усилитель 23, вход которого соединен с выходом приемника, аналого-цифровой преобразователь 24 вход которого соединен с выходом усилителя 23, и сумматор 25, первый вход (не обозначен) которого соедине с выходом аналого-цифрового преобразователя 24, а второй вход (не обозначен) - с выходом блока 19 деления :изделие 26, расположенное на фиксиро i ванном расстоянии от ультразвуковых преобразователей 3 и 9, излучателя 21 и приемника 22 ультразвуковых колебаний, рефлектор 27, расположенный на фиксированном расстоянии от ультразвукового преобразователя 6. Толщиномер работает следующим образом.« Сигнал от блока 1 управления уста навливает блоки 11 и 12 памяти в такое положение, при котором на их вы. ходах появляются 1. Одновременно запускаются генераторы 2 и 5 зондирующих импульсов первого и второго каналов. Генераторы возбуждают ультразвуковые преобразователи 3 и 6 соответственно, которые излучают колебания до поверхностей рефлектора 27 и изделия 26. Отраженные от поверхностей ультразвуковые колебания снова принимаются преобразователями 3и 6 и усиливаются усилителями 4и 7. Сигнал с выхода усилителя 4 запускает генератор 8 зондирующих импульсов третьего канала, который возбуждает преобразователь 9, излучающий колебания до второй поверхности изделия 26. Отраженный от второй поверхности импульс также принимается преобразователем 9 и после усиления в усилителе 10 третьего канала перебрасывает второй блок 12 памяти в положение, при котором на его выходе устанавливается О. Сигнал с выхода усилителя 7 второго канала также перббрасьшает первый блок 11 памяти в положение, при котором на его выходе устанавливается О. Расстояние от преобразователя 6 до рефлектора 27 должно быть равно расстоянию между преобразователями 3 и 9. Генератор 16 вырабатьтает заполняющие импульсы, частота следования которых выбирается из условия обеспечения необходимой точности измерения толщины изделия. В течение времени, когда на выходе блока 11 памяти присутствует сигнал 1, схема И 15 открыта и импульсы от генератора 16 проходят через схему И 15 на счетчик 18, который считает их количество. В течение времени, когда на выходах первого и второго блоков 11 и 12 памяти присутствуют сигналы 1, на выходе схемы И-НЕ 13 имеется сигнал О, схема И 14 закрыта. Начиная с момента, когда под действием сигнала с усилителя 10 на выходе блока 12 появляется сигнал О, на выходе схемы И-НЕ 13 появляется сигнал 1, схема И 14 открывается и и fflyльcы с генератора 16 начинают проходить на счетчик 17, который, также считает их количество. После появления на выходе блока 11 памяти сигнала О обе схемы И 14 и 15 закрьшаются и поступление импульсов на счетчики 17 и 18 от генератора 16 прекращается. Блок 19 деления, осуществляет деление друг на друга чисел, накопленных в счетчиках 17 и 18, на выходе блока 19 деления появляется сигнал, пропор.циональньй толщине контролируемого изделия. Сигнал с блока 1 управления постзшает на генератор 20 зондирующих импульсов, сигнал с выхода которого запускает излучатель 21 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой импульс, отражаясь от шероховатой поверхности, рассеивается и принимается приемником 22 ультразвуковых колебаний, сигнал с выхода которого поступает на вход усилителя 23. В зависимости от шероховатости на выходе усилителя будет сигнал разной амплитуды. Сигнал с выхода-: усилителя поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 24, koTopiirii преобразует амшютуду электрического импульса с выхо-да,усилителя 23 в цифровую величину пропорциональную шероховатости поверхности. Сигнал с выхода аналогоцифрового преобразователя поступает

на второй вход сумматора 25,на первьй вход которого поступил сигнал пропорциональный толщине изделия с выхода блока 19 деления. Таким образом, на выходе сумматора 25 появляется сигнал, пропорциональный толщине изделия с учетом поправки на шероховатость поверхности изделия.

Использование ультразвукового толщиномера позволяет повысить точность измерений, так как он учитывает шероховатость поверхности контролируемого изделия.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР по авт.св. № 868352, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенными последовательно к блоку управления генератором зондирующих импульсов и излучателем, приемником ультразвуковых колебаний и последовательно соединенными с ним усилителем, аналого-цифровым преобразователем и сумматором, второй вход которого подключен к блоку .деления.