Ультразвуковое устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B17/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано измерения малых перемещений.

Целью изобретения является новышепие чувствительности за счет введения в уст ройство резонирующей пластины.

На фиг. 1 приведено ультразвуковое устройство для измерения линейных перемещений; на фиг. 2 - зависимость изменения резонансной частоты от перемещения.

Ультразвуковое устройство для измерения линейных перемещений содержит цилиндрический корпус 1, размещенные внутри него излучающий ультразвуковой преобразователь 2, приемный преобразователь 3, резонирующую камеру 4, резонирующую камеру 5, установленную между ними звукопоглощающую пластипу 6, подвижный шток 7 для соединения с пере.мещающимся объектом (не показан), соосно установленный в цилиндрическом корпусе 1 стакан 8, размещенную на его свободном конце резонирующую пластипу 9, излучающий преобразователь 2 установлен на дне стакана 8, звуко- погло1цающая пластина 6 жестко прикреплена к резонирующей пластине 9 со стороны излучающего ультразвукового преобразователя 2, в резонирующей пластине 9 и в звукопоглощающей пластине б выполнены сквозные отверстия 10, приемный преобразователь 3 размещен на подвижном щтоке 7, при этом нерезонирующая камера 5 образована внутри стакана 8 между излучающими преобразователями 2 и звукопоглощающей пластиной 6, а резонируюнд,ая камера 4 об- разовапа внутри цилиндрического корпуса 1 между приемным преобразователем 3 и резонирующей пластиной 9.

Кроме того, ультразвуковое устройство для измерения линейных 1еремещений содержит жестко соединенный со стаканом 8 фланец 11, взаимодействующие с ним юстировоч ные винты 12, разъем 13 приемного преобразователя 3 и разъем 14 излучающего пре- образовате;1я 2.

Ультразвуковое устройство для измерения линейных перемещений работает с л еду ю ,щим об)азом.

Перед нача.лом контроля с помощью взаимодействующих с фланцем 11 юстиро- винтов 12 производится настройка устройства па по.лучение максима, 1ьпого сиг- пала от приемпого ультразвукового преоб- разова 1чл:|н 3 через раз ьем 13 па регистратор (ПС показан). В процессе измерения при подаче через раз ьем 14 на излучаюп пй п)о- образо1 атс.1ь 2 возбуждающего паприжепия в перезонирующс каме|)с 5, na3 ieini4inoii в стакапс 8, возпикаст во/ща, которая, и свою очередь, через спс юму отверстий К), вьп1олнепн1их в резонирующей клас325298

типе 9 и в звукопо лощающсй пластине 6, возбуждает в разме цеппой в цилиндрическом корпусе 1 резопируюигей камере 4 стоя- 4iie во.лиы.

Если па длине L резонирующей камеры 4 yi-/i;j лывается целое число п полуволн, то в ;ip K MHOM услройстве (пе показано) регистрируется максимум сигнала. Резонансная частота U связана со скоростью звука С в среде длиной L резонирующей камеры и числом п полуволн зависимостью

гГ

а изменению резонансной частоты uf при фиксированном п соответствует линейное перемещение объекта, связанного с подвижным щтоком 7, т. е. изменение длины L на величину

20

ДЬ fn.

ПС

Макси.мальная чувствительность достигается при п 1.

На фиг. 2 показана зависимость изменения резонансной частоты нри трех длинах резонатора: 16 мм - 1; 36 мм - 2; 62 мм - 3 Начальная частота во всех трех случаях одинакова и равна 1600 кГц.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для из.мере- ния линейных перемещений, содержащее ци- липдрический корпус, размещенные внутри него излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, резонирующую и нерезонирующую камеры, установленную между ними звукопоглощающую пластину, нод- щток для соединения с пере.мещающимся объектом, отличающееся тем, что, с целью повыщепия чувствительности, оно снабжено сооспо установленным в цилиндрическом корпусе стаканом, размещенной на его свободном конце резонирующей пластиной, излучающий преобразователь установлен на дне стакана, звукогюг.чощающая пластина жестко прикреплена к резонирующей пластине со сл ороны излучающего ультразвукового преобразователя, в резо- нируюнкм пластине и в звуконог.лоплающей пластине вьиюлпены сквозные сооспые отверстия, 1П)иемный преобразователь размещен на подвижном штоке, при этом нерезо- ии)ую1цая камера образована внутри стакана между излучаюнщм ультразвуковым преобразователем и звукопсл лощающей п.ластппой, а резонирующая камера обра- зсн .ана внутри цилшырического корпуса между приемп1 1м преобразователем и резо- пир юп1ей njiacTHHoii.

4/, кГц

50

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых перемещений: Цель изобретения - повышение чувствительности за счет применении в устройстве резонирующей пластинь 10. Ири подаче возбуждающего напряжения на излучающий ультразвуковой преобразователь 2 в нерезонирующей камере 5 возникает бегущая волна, которая через систему отверстий 10, выполненных в резонирующей 9 и в звукопоглощающей 6 пластинах, возбуждает в резонирующей камере 4 стоячие волны. При перемещении подвижного щтока 7 изменяется частота волн, что позволяет регистрировать величину перемещения. 2 ил. (Л со ГчЭ сд ГчЭ ас

20

W

О0,i0,20,30, /,нм

Фаг. 2