Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер Советский патент 1988 года по МПК G01B17/02 

оэ

О5

4

00 О5

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного ультразвукового контроля толщины изделий, в том числе с черновыми и корродированными поверхностями.

Цель изобретения - повышение достоверности и производительности контроля толщины изделий за счет повышения помехозащищенности от локальных нарушений условий ввода и распространения ультразвука в изделии.

На фиг. 1 представлена функциональная схема ультразвукового эхо- импульсного толщиномера; на фиг.2 - дискретная последовательность кодов толщины в аналоговом виде, поясняющая работу устройства (а - до фильтрации, б - после фильтрации).

Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2, пьезоэлектрический преобразователь 3 и предварительный усилитель 4, усилитель-формиро- батель 5 первого эхосигнала и усилитель 6 второго эхосигнала, входами подключенные к выходу предварительного усилителя 4, причем второй вход усилителя-формирователя 5 соединен с синхронизатором 1, формирователь 7 измерительных импульсов, двумя входами подключенный соответственно к выходам усилителя-формирователя 5 и усилителя 6, третьим входом соединенный с синхронизатором 1, подключенный входом к выходу формирователя 7 измерительных импульсов аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 8, вторым входом связанный с синхронизатором 1, соединенный входом с.,выходом усилителя 6 ждущий мультивибратор 9, RS-триггер 10, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора 1,, а второй - с выходом ждущего мультивибратора 9, формировател 11 управляющих импульсов, связанный входом с выходом формирователя 7 измерительных импульсов, схему И 12, первый и второй входы которой соединены соответственно с первым выходом RS-триггера 10 и выходом формирователя 11 управляющих импульсов, блок 13 памяти, подключенный входами к выходам схемы И 12 и АЦП 8, цифровой фильтр 14, первый вход которого соединен с вторым выходом RS-триггера 10, а второй вход - с блоком 13 памя0

5

0

ти, блоки 15 и 16 цифровой индикации и автоматической сигнализации, входы которых подключены к выходу цифрового фильтра 14. Кроме того, показан фрагмент контролируемого изделия 17.

Толщиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, запускающие генератор 2. Импульсы генератора 2 возбуждают пьезоэлектрический преобразователь 3, излучающий ультразвуковой импульс по нормали и передней грани контролируемого изделия 17 в слой контактной жидкости. Ультразвуковой импульс претерпевает отражение от передней грани и многократные отражения между передней гранью и внутренней поверхностью изделия, после чего принимается пьезоэлектрическим преобразователем 3, преобразуется им в электрические эхоимпульсы, которые усиливаются предварительным усилителем А, 5 а затем усилителем-формирователем 5 и усилителем 6 соответственно первого и второго эхоимпульсов.

В формирователе 7 измерительных импульсов формируются импульсы, длительность которых пропорциональна времени задержек ультразвука в изделии. Эти импульсы поступают на вход АЦП 8, в котором формируется с заданной дискретностью измерений относительно временного интервала величина измеряе мой толщины в параллельном цифровом коде. Выходы каждого из разрядов АЦП 8 подключены к соответствующим входам блока 13 памяти.

Перезапись результатов в блоке 13 памяти производится путем параллельного переноса подачей на соответствующие его входы управляющих импульсов. Эти импульсы формируются формирователем 11 управляющих импульсов из заднего фронта измерительного импульса и коммутируются схемой И 12.

Второй (донный) эхоимпульс с выхода усилителя 6 поступает на вход ждущего мультивибратора 9. С выхода ждущего мультивибратора 9 импульс длительности, несколько большей, чем длительность измерительного импульса, подается на второй вход RS-триггера 10. При этом на первом выходе последнего устанавливается потенциал логической 1, на втором - логического О. Потенциал логической 1 поступает на первый вход схемы И 12, на

0

5

0

5

0

5

второй вход которой подается сигнал с выхода формирователя 11 управляющих импульсов. В этом случае схема И 12 разрешает перезапись кода из АЦП 8 в блок 13 памяти.

После окончания импульса, вырабатываемого ждущим мультивибратором 9, сигналы на выходах RS-триггера 10 изменятся на противоположные, т.е. на первом выходе установится логический О, не позволяющий схеме И 12 пропустить управляющий импульс на блок 13 памяти На втором выходе RS-триггера; 10 установится логическая 1,. посту- пающая на цифровой фильтр 14 и позволяющая ему принять код толщины, записанный в блоке 13 памяти. RS-тригге 10 организует работу толщиномера так, что во время принятия информации ци- фровым фильтром 14 из блока 13 памяти не может происходить перезапись кода из АЦП 8 в блок 13 памяти.

При локальном нарушении акустического тракта толщиномера в блоке 13 памяти сохранятся результаты предыдущих измерений. Ложные значения толщины, носящие характер коротких выбросов на фоне медленно меняющихся истинных значений кодов толщины (фиг. 2а), отфильтровываются цифровым фильтром 14.

Истинные значения толщины (фиг.26) с выхода цифрового фильтра 14 поступают на входы блоков 15 и 16 цифровой индикации и автоматической сигнализации.

Использование толщиномера позволяет осуществить автоматизированный контроль толщины изделий с Черновы- ми или корродированными поверхностями.

Формула изобретенияУльтразвуковой зхоимпульсный толщиномер, содержащий последовательно

5

5 о

Q

5

соединенные синхронизатор, генератор, пьезоэлектрический преобразователь и предварительный усилитель, усилитель- формирователь первого эхосигнала и усилитель второго зхосигнала, входами подключенные к выходу предварительного усилителя, другой вход усилителя-фор - мирователя соединен с синхронизатором, формирователь измерительных импульсов, подключенный двумя входами соответственно к выходам усилителя- формирователя первого эхосигнала и усилителя второго эхосигнала третьим входом соединенный с синхронизатором, подключенный входом к выходу формирователя измерительных импульсов аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вторым входом связанный с синхронизатором, формирователь управляющих импульсов, связанный входом с выходом формирователя измерительных импульсов, ждущий мультифибратор, RS- триггер, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора, схему И, два входа которой соединены соответственно с выходом формирователя управляющих импульсов и первым выходом RS-триггера, блок памяти, два входа которого соединены соответственно с выходами схемы И и АЦП, блок цифровой индикации, блок автоматической сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительности контроля толщины изделий, оно снабжено цифровым фильтром, первым входом подключенным к второму выходу RS-триггера, вторым входом - к выходу блока памяти, выходом соединенным с входами блока цифровой индикации и блока автоматической сигнализации, а вход ждущего мультивибратора соединен с выходом усилителя второго эхо- сигнала, а выход - с вторым входом RS-триггера.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного ультразвукового контроля толщины изделий, в том числе с черновыми и корродироваиньми поверхностями. Цель изобретения - повышение достоверности и производительности контроля толщины изделий за счет по- выщения помехозащищенности от локальных нарушений условий ввода и распространения ультразвука в изделие. Поставленная цель достигается тем, что ждущий мультивибратор, управляющий работой блока памяти, соединен с выходом усилителя второго эхосиг- нала от стенки контролируемого изделия, а также в состав устройства введен цифровой фильтр, первым входом соединенный с вторым выходом RS-триг- гера, вторым входом - с выходом блока памяти, отфильтровывающий ложные значения промеров толщины изделия. 2 ил. | (Л