Способ ультразвуковой безэталонной толщинометрии Советский патент 1986 года по МПК G01B17/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщин слоев многосяойного изделия5 скорости которых сравнимы между собой.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения толщины слоев и скорости распространения в слоях многослойного изделия.

На чертеже изображено устройство,, реализующее предложенный способ.

Устройство, реализующее способ ультразвуковой безэталонной толщино метрии, содержит последовательно соединенные генератор I, первьй ультразвуковой преобразователь 2, -работающий в совмещенном режиме и расположенный на поверхности изделия 3, который выполнен в виде например, первого и второго слоев 4 и 5, измеритель 6 временных интервалов второй вход которого соединен с выходом генератора , блок 7 обработки сигналов, коммутатор 8 и регист ратор 9, второй ультразвуковой преобразователь 10, соединенный с третьим входом измерителя 6 временных интервалов и расположенный на поверхности изделия 3 на расстоянии В от первого ультразвукового преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом с

Генератор 1 возбуждает первый ультразвуковой преобразователь 2 и одновременно запускает измеритель 6 временных интервалов. От первого ультразвукового преобразователя 2 в изделие 3 излучаются импульсы ультразвуковых продольных волн, распространяющиеся перпендикулярно к поверхности изделия 3 и под углом к ней Импульсы, распространяющиеся перпендикулярно к поверхности издели 3, отражаются от границы раздела первого и второго слоев 4 и от нижней поверхности изделия 3 и через интервалы времени лt и лt соответственно возвращаются на первый ультразвуковой преобразователь 2, который принимает их, превращает в электрический сигнал и посылает в измеритель 6 временных интервалов. Импульсы, распространяющиеся под углом к поверхности изделия 3, отражаются от границы раздела первого и второго слоев 4 и 5 и от нижней поверхности изделия 3 и через интервалы времени

Л I . и AL соответственно приходят на второр ультразвуковой преобразователь 10, который преобразует их в электрические сигналы и посылает

в измеритель 6 временных интервалов, Из геометрических соображений толщину первого и второго слоев 4 и 5 d и d, а также скорости С и С распространения ультразвука в последних

определяют следующим образом

, -ut T

И

с,. (), л1,

(дг.-лк-

Ч-2d, t,-2 Cii

Если контролируемое изделие 3 является не двуслойным, а п-слойным, то толщина п-го слоя d и скорость продольных ультразвуковых волн С в нем выражаются в виде

30

Временные интервалы д t, д t, А L,| и Л t J , измеренные в измерителе 6 временных интервалов, поступают в блок 7 обработки сигналов, где

по формулам (1) - (4) вычисляются толщины d, и d 2. первого и второго слоев 4 и 5 и скорости С и С в них. В зависимости от положения ручного переключателя в коммутаторе 8 электрический сигнал,соответствующий одной из вычисленных величин толщины или скорости в слоях, поступает с выхода блока 7 обработки сигналов на вход регистратора 9, который

этот сигнал визуализирует, например, в цифровой форме.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой безэталонной толщинометрии, заключающийся в одновременном возбуждении в изделии двух импульсов продольных ультразву3

ковых волн перпендикулярно поверхности и под углом к ней, приеме эхо- импульсов и измерении времени их -распространения, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения толщины слоев и скорости распространения в слоях многослойного изделия, прием и измерение времени распространения двух импульсов продольных ультразвуковых волн проводят от всех граней слоев многослойного изделия, по которым с учетом расстояния между точкой возбуждения и приема продольных ультразвуковых волн определяют толщины слоев и скорости их распространения в слоях.

по зависимостям - j

.. i d „ и-1 Си - -

4,, ,t

УДи -Д-t V-, i-.l

Ь-1

-у-2

- С-,

5 0. 5

489 где

В 0

.

ut db расстояние между точками излучения и приема на поверхности изделия; скорость распространения ультразвуковых волн; скорость распространения продольных ультразвуковых

волн;

время распространения продольной ультразвуковой волны, возбужденной перпендикулярно поверхности изделия и отраженной от К -го слоя изделия;

время распространения продольной ультразвуковой волны, возбужденной под углом к поверхности изделия и отраженной от л -го слоя изделия ; толщина h -го слоя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщин слоев многослойного изделия. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения толщины слоев и скорости распространения ультразвука в слоях изделия. В способе ультразвуковой безэталонной толщинометрии первым ультразвуковым преобразователем в изделие излучаются импульсы ультразвуковых продольных волн перпендикулярно поверхности изделия и под углом к ней. Импульсы, распространяющиеся перпендикулярно поверхности изделия, отражаются от границ слоев многослойного изде trt - utkA возвращаются на первый ультразвуковой преобразователь, с выхода которого они поступают на измеритель временных- интервалов. Импульсы, распрос рАняющиеся под углом к поверхности изделия, отражаются от границ раздела изделия и через интервалы времени Дц , л.Т. ..о дt, приходят на второй ультразвуковой, преобразователь, с выхода которого они поступают на измеритель временных интервалов. Толщина п -го слоя и скорость С продольных ультразвуковых волн в нем выражается в виде 6..t. с/ . -Hd. . ill . di AtH-2i:: it 1 ® to где e - расстояние между первым и вторяам ультразвукок 1ми преобразователями. 1 ил. 4;: 00 CO

Составитель Г. Рыжакова Редактор М. Келемеш Техред В.Кадар Корректор М. Демчик

Заказ 1602/46 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П1Ш Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4