Устройство для измерения толщины движущихся изделий Советский патент 1986 года по МПК G01B17/02 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использова-. но для измерения толщины изделий с плоской поверхностью.

Целью изобретения является повышение надежности измерения толщины движущихся изделий за счет исключения процесса калибровки.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения толщины движущихся изделий, на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения толщины движущихся изделий содержит четыре электроакустических преобразователя 1-4, расположенных один напротив другого попарно 1 и 3, 2 и 4 и на одинаковом расстоянии, генератор 5 высокой частоты, соединенный с одним преобразователем (1 и 2) каждой пары, последовательно соединённые усилитель 6, перв1 1й временной селек тор 7, первый измеритель 8 временны интервалов, блок 9 вычитания и регистратор 10, последовательно соединенные генератор 1 прямоугольных импульсов, второй временной селектор 12 и второй измеритель 13 временных интервалов, причем вход генератора 11 прямоугольных.импульсов подключен к вькоду генератора 5 высокой частоты, а второй выход - к второму входу первого временного селектора 7, третий врененной селектор 14, входом подключенный к генератору 11 прямоугольных импульсовJ а выходами - к вторЬ1м входам первог и второго измерителей 8 и 13 временного интервала, схему 15 давления, включенную между выходом второго измерителя 13 временного интервала и вторым входом блока 9 вычитания, выходы третьего и четвертого электракустических преобразователей объединены и подключены к входу усилителя 6, выход усилителя 6 подключен к вторым входам второго и третьего временньк селекторов 12 и 14.

Устройство для измерения толщины движущихся изделий работает следующим образом.

После возбуждения злектроакусти- ческих преобразователей 1 и 2 генератором 5 высокой частоты в иммерсионной жидкости и контролируемом изделии распространяются импульсы

упругих колебаний. Эти импульсы принимаются приемными преобразователями 3 и 4, усиливаются усилителем 6 и поступают на соответствующне входы временных селекторов 7,12 и 14. Толщина водных задержек выбирается такой, чтобы импульсы, претерпевшие несколько отражений в слое между электроакустическими

преобразователями 2 и 4 и изделием, приходили позже импульса, прошёдше- го через иммерсионную жидкость между электроакустическими преобразователями 1 и 3. Для этого достаточно,

, с,.,,, iif(-4e) где .;.„,;минимальное расстояние между электроакустическими преобразователями и поверхностью контролируемого изде.ЛИЯ (i 1,2); И, - толщина контро-г лируемого изделияiCgUCj - скорости ультразвука в иммерсионной жидкости и материале контролируемого изделия. На фиг. 2 а I - первьй прошедший через изделие импульс, 11 - второй, прошедший через изделие импульс и I1J - импульСцпрошедший через воду. На другие входы временных селекторов 7,12 и 14 поступают прямоугольные импульсы от генератора 11

прямоугольньЕх: импульсов (фиг. 2 ), совпадаюцще по времени с приходами упругих импульсов на электроакустические преобразователи 3 и 4. Первьй и второй (I и П) прошедшие через изделие импульсы, сформированные временными селекторами 7 и 12 (фиг. 2б ), запускают измерители 8 и 13 временных интервалов. Интервалы времени от момента возбуждения электроакустических преобразователей 1 и 2 дс прихода прогаедпшх через Изделие импульсов t и II и импульса Itl, прошедшего через воду, соответственно равны (фиг. 1)

, v с„

(1)

50

55

t..

I b.iP.. (3)

. „tl I-ТГ- Если измерить вре1 5енные интервалы .между первым и третьим импуль(. (фиг, 2о ).

13 Чя f

(4)

между вторым и третьим импульсами (фиг. 2 е )

tпl- -г ,

(5)

то при известной скорости распространения ультразвука в жидкости С неизвестную толщину изделия Н можно определить по соотношению

(t.r- -f)- (6)

Соотношение (6) легко подучается из совместного решения (4) и (5) относительно Сп , т.е. скорости ультразвука в материале контррлируе мого изделия,И от С не зависит..

Измерители 8 и 13 временных интервалов могут состоять из генераторов тактовых импульсов и счетчиков импульсов. Счет импульсов прекращается в момент прихода на вторые входы измерителей временных интервалов 8 и 13 импульса ГГГ, прошедшего через временной селектор 4 (фиг. 2г ) В результате измерители 8 и 13 временных интервалов измеряют временные интервалы i,, и i, (фиг. 2аие ) Для реализации алгоритма измерения толщины по соотношению) (6) вводят, схему 15 деления временного интервала Ч на 3. Выходные сигналы первого измерителя 3 временных ин- тервалов и схемы 15 деления поступают на блок 9 вычитания, а результа ты измерения индицируются регистратором 10.

Предлагаемое устройство позволяет измерять толщину движущегося контролируемого изделия при любых его расположениях относительно преобразователей и увеличить производительность контроля за счет исключения процессй калибровки прибора на заданную ско

to

5

20 25 30 ,.

0

рость распространения ультразвука в материале изделия, что весьма сущест- :венно для материалов, скорость ультразвзгка в которых изменяется от участка к участку.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины движущихся изделий, содержащее четыре электроакустических преобразователя, расположенных попарно один напротив другого и на одинаковом расстоянии, генератор высокой частоты, соединенный с одним преобразова- Tenet каждой пары, последовательно соединенные усилитель, первый временной селектор, первый измеритель временных интервалов, блок вычитайия и регистратор, последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, второй временной селектор и второй измеритель временных интервалов, причем вход генератора прямоугольных импульсов подключен к выходу генератора высокой частоты, а второй выход - к второму входу первого временного селектора, третий временной селектор, входом подключенный к генератору прямоугольных импульсов, а выходами - к вторым входам первого и второго измерителей временного интервала, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено схемой деления, включенной между выходом второго измерителя временного интервала и вторым входом блока вычитания, выхода третьего и четвертого акустических преобразователей объединены и подключены к входу усилителя, выход усилителя подключен к BTOpbw входам второго и третьего временных селекторов.

аш

VСоставитель К.Леонов

Редактор И.Шулла Техред И.Попович Корректор Т,Колб

заказ 5112/39

Тираж 670Подписное

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4