Ультразвуковой толщиномер Советский патент 1987 года по МПК G01B17/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле геометрических размеров изделий в различных отраслях машиностроения.

ЦелБК изобретения является повьше- ние надежности и упрощение конструкции за счет исключения переключателя диапазонов.

На фиг.1 изображена схема ультразвукового толщиномера (1-й вариант); на фиг.2 - то же, (2-й вариант); на фиг.З - временные диаграммы (эпюры) напряжений, поясняющие работу схемы.

Ультразвуковой толщиномер содержит последовательно соединенные устройство 1 излучения и приема ультразвуковых волн, генератор 2 тока заряда, накопительный конденсатор 3, схему 4 выделения временного интервала, измеритель 5 времени и генератор 6 тока разряда, включенный параллельно генератору 2 тока заряда, по крайней мере одно звено 7, соединенное с 25 питания Е, генератора 2 кванакопительным конденсатором 3 и содержащее дополнительный накопительный конденсатор 8 и стабилитрон 9. Дополнительный накопительный конденсатор 8 и стабилитрон 9 звена 7 могут,быть соединены параллельно, а звено 7 соединено с накопительным конденсатором 3 последовательно, или дополнительный накопительный конденсатор 8 и стабилитрон

30

зипостоянного тока (эпюра II на фиг.3).

Относительно медленный разряд цепочки накопительных конденсаторов 3 и 8 после окончания действия импуль- са тока заряда (эпюра I на фиг.З) происходит так же, как и их заряд - кусочно-линейно через генератор 6 квазипостоянного тока разряда, величина которого выбирается из необходи9- могут быть соединены последователь- 35 ого соотношения длительностей изме- но, а звено 7 включено параллельно ряемого импульса (эпюра I на фиг.З) накопительному конденсатору 3.

J

Эпюры напряжений (фиг.З) имеют . следующие обозначения: эпюра I - нап- . ряжение на входе генератора 2, эпюра II - напряжение в точке А, эпюра III- напряжение на выходе схемы 4. Линии а и S - изменение напряже шя в точке А со временем соответственно при малых и больших измеряемых (т.е. при малых и больших длительностях импульсов, показанных на эпюре I) в случае, если бы не было автома45

и импульса на выходе схемы 4 (эпюра III на фиг.З) выделения интервала разряда конденсаторов 3 и 8.

В измерителе 5, соединенном с выходом схемы 4, прямоугольный импульс (эпюра III на фиг.З) известным образом заполняется короткими импульсами, число которых подсчитывается счетчиком и индицируется цифровым индикатором, также coдepжaш мcя в измерителе 5.

тического переключения величины емкости накопительных конденсаторов.

Ультразвуковой толщиномер работает следующим образом.

С выхода устройства 1 прямоугольный импульс (эпюра I на фиг.З) длительностью, прямо пропорциональной измеряемой изделия, поступает на вход генератора 2 квазипостоянного тока. Током с выхода генератора 2

5

0

линейно заряжаются накопительные конденсаторы 3 и 8. Если их емкости выбраны в соотношении, например 1:10: :100, то напряжение на всей цепочке конденсаторов в точке А будет нарастать кусочно-линейно, как показано на фиг.З (эпюра I, сплошная линия). Раньше остальных до напряжения стабилизации стабилитрона 9. зарядится накопительный конденсатор 8 последнего звена, затем до напряжения стабилизации стабилитрона 9 зарядится накопительный конденсатор следующего звена. Только после этого суммарное напряжение в точке А к моменту заряда конденсаторов 8 до напряжения, примерно равного сумме напряжений стабилизации стабилитронов, начнет нарастать за счет заряда накопительного конденсатора 3. Максимальное напряжение в точке А, при котором возможен дальнейший линейньш заряд конденсатора 3, определяется напряже питания Е, генератора 2 ква

зипостоянного тока (эпюра II на фиг.3).

Относительно медленный разряд цепочки накопительных конденсаторов 3 и 8 после окончания действия импуль- са тока заряда (эпюра I на фиг.З) происходит так же, как и их заряд - кусочно-линейно через генератор 6 квазипостоянного тока разряда, величина которого выбирается из необходи ого соотношения длительностей изме- ряемого импульса (эпюра I на фиг.З)

и импульса на выходе схемы 4 (эпюра III на фиг.З) выделения интервала разряда конденсаторов 3 и 8.

В измерителе 5, соединенном с выходом схемы 4, прямоугольный импульс (эпюра III на фиг.З) известным образом заполняется короткими импульсами, число которых подсчитывается счетчиком и индицируется цифровым индикатором, также coдepжaш мcя в из мерителе 5.

О времени распространения ультразвука в изделии судят по величине заряда накопительных конденсаторов 3 и 8, емкость .которых меняется ступенчато, что позволяет вести измерение в большом диапазоне толщин без механического переключения диапазонов измерения. Это позволяет повысить надежность толшзиномера при упрощении его конструкции.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно соединенные устройство излучения и приема ультразвуковых волн, генератор трка заряда накопительный конденсатор, схему выделения временного интервала и измеритель времени и генератор тока разряда, включенньй параллельно генератору тока заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, он дополнительно снабжен по крайней мере одним звеном, соединенным с накопительным конденсатором.

072344

содержащим дополнительный накопительный конденсатор и стабилитрон.

2.Толщиномер по п.1, отличающийся тем, что дополни- 5 тельный накопительный конденсатор и стабилитрон звена соединены параллельно, а звено соединено с накопительным конденсатором последовательно.

3. Толщиномер поп.2, отли- ча.ющийся тем, что дополнительный накопительный конденсатор и стабилитрон звена соединены последовательно, а звено подключено параллельно накопительному конденсатору.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле геометрических размеров изделий в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции. Подключение к накопительному конденсатору, по заряду которого судят о времени распространения ультразвука в изделии, звеньев из дополнительного накопительного конденсатора и стабилитрона позволяет ступенчато менять емкость накопительных конденсаторов и, тем самым, проводить измерения в большом диапазоне толщин, без механического переключения диапазонов, что позволяет повысить надежность толщиномера при упрощении конструкции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. to (Л

1

Е,

пит

/

J

7д 7 Sd±

7 ф

CPU2.1

(f}U2.Z

/J

.З

Редактор Т.Парфенова

Составитель А.Олохтонов

Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Заказ 1619/38

Тираж 678Подписное

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