Ультразвуковое устройство для контроля размеров Советский патент 1989 года по МПК G01B17/02 

(Л

4 СП

Фиг.1

315ПА51

рукпцего импульса, который излучается ультр/11пуког)1)м преобразователем 3,Отраженный импульс принимается тем же иреобразователем, усиливается и пода- - етсп на триггер 6 временного интервала, на другой вход которого поступает зондирующий импульс. На выходе триггеров 6 формируется временной интервал, длительность которого про- ю порциональна расстоянию контролируе- мог о объекта. Одновременно сигнал с тактового генератора I поступает на делитель 7 частоты, с выхода которого им11ул11Г 1л 1С1)лтных частот поступают на схему 23 совпадения, которая в со- покупности с триггером 9 формирует мертвую зону. Импульсы с выхода делителя 7 частот1.1 также поступают на схемы 2А и 28 совпадения, которые в совокупности с задатчиками 10 и 27 цифрового кода, а также триггерами 25 и 29 формируют стробы первой и второй рабочей зоны. Этот сигнал включает первый 1.3 или второй 34 индикатор в зависимости от размера обьекта. 2 ид.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования одновременно двух рабочих зон контроля. Импульсы тактового генератора 1, частота следования которых зависит от температуры окружающей среды, поступают на схему формирования и усиления зондирующего импульса, который излучается ультразвуковым преобразователем 3. Отраженный импульс принимается тем же преобразователем, усиливается и подается на триггер 6 временного интервала, на другой вход которого поступает зондирующий импульс. На выходе триггеров 6 формируется временной интервал, длительность которого пропорциональна расстоянию контролируемого объекта. Одновременно сигнал с тактового генератора 1 поступает на делитель 7 частоты, с выхода которого импульсы кратных частот поступают на схему 23 совпадения, которая в совокупности с триггером 9 формирует мертвую зону. Импульсы с выхода делителя 7 частоты также поступают на схемы 24 и 28 совпадения, которые в совокупности с задатчиками 10 и 27 цифрового кода, а также триггерами 25 и 29 формируют стробы первой и второй рабочей зоны. Этот сигнал включает первый 13 или второй 34 индикатор в зависимости от размера объекта. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля размеров деталей и из- и их сортировки по типоразме- рам.

Цель изобретепия - расширение функдиональных возможностей устройства за счет формирования одновременна двух рабочих зон контроля.

На фиг.1 приведена функпиональная схема ультразвукового устройства для контроля размеров; на фиг. 2 - схема использования устройства для сортировки изделий по двум типорлчме- рам.

Устройство содержит тактовьп гене ратор I, генератор 2 зондирующих им- г;ульсов, последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь 3, усилитель 4, компаратор 5 и триггер 6, делитель 7, первый вход которого соединен с ВЕЛХОДОМ тактового генератора 1, элемент 8 ИЛИ, второй триггер 9, задатчик 10 цифрового кода, первую 11 и вторую 12 схемы И, индикатор 13, датчик 14 температуры, вы- ход KOTOpoi i соединен с управляющим входом тактового генератора 1, последовательно соединенные второй делитель 15, ди4х})еренцирующее звено 16 и одновибратор 17, выход которого соединен со входом генератора 2 зон- диp hoщиx импульсов, выходной каскад 18, вход которого соединен с выходом генератора 2 зондирующих импульсов, а выход - со входом ультразвукового преобразователя 3, ключ 19, вход которого соединен с выходом второго триггера 9, а выход - со вторым DXd- дом усилителя 4, источник 20 опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом компаратора 5, второе дифферен 1иру 0(цее звено 21, вход которого соединен с выходом первого 6, а выход с первым и входами элементов 11 и 12 И, третье ди(})ференцирующее звено 22, вход которого соединен с выходом второго триггера 9, а выход - с первым входом элемента 8 ИЛИ, схему 23 совпадения, вход которой соединен с выходом первого делителя 7, а выход - с первым яходом второго триггера 9, последовательно соединенные вторую схему 24 совпадения, третий триггер 25 и чет- вертн е дифференцирующее звено 26, последовательно соединенные второй задатчик 27 цифрового кода, третью схему 28 совпадения и четвертый триггер 29, выход которого соединен со вторым входом элемента 12 И, последовательно соединенные пятый триггер 30 и усилитель 31 мощности, выход которого соединен со входом индикатора 13, последовательно соединенные шестой триггер 32, второй усилитель 33 мощности и второй индикатор 34, первые входы пятого 30 и шестого 32 триггеров соединены с выходами соответственно элементов 11 и 12 И,выход элемента 8 ИЛИ соединен со вторым входом первого делителя 7, выход тактового генератора 1 - со входом второго делителя 15, выход первого диф- ферен1Ц1рующего звена 16 - со вторыми входами первого 6 и второго 9 триггеров и элемента 8 ИЛИ, выход третьего дифференцирующего звена 22 - со вторыми входами третьего. 25 и пятого 30 триггеров, выход первого эадатчи- ка 10 цифрового кода-с первым входом

BTO)oii схемы 2А ( ОП11ПД(, lu.ixo/i первого делителя 7 со р)торьгми входами второй 24 н третьей 28 схем совпадения, выход третьего триггера 25 со вторым входом первого элемента 1 1 И, а выход четвертого ди(Ьференци- pyioDiero звена 26 соединен со вторыми входами четвертого 29 и шестого 32 триггеров.

На фиг,2 показан транспортер 37, контролируемые изделия 35 и 36 двух типоразмеров и ультразвуковой преобразователь 3,

Ультразвуковое устройство для контроля размеров работает следующим .образом.

I Тактовый генератор 1 вырабатывает импульсы тактовой частоты. Компенсация температурной погрешности осуще- ствляется тактовым генератором 1 по сигналам датчика 14 температуры,,Им- пульсы тактовой частоты поступают на второй делитель 15, на выходе которого формируются импульсы с частотой посылки зондирующих импульсов 3 Они дифференцируются с помощью дифференцирующего звена 16 и запускают одно- вибратор 17, формирующий огибающую зондиругсщего импульса. Сигнал одно- вибратора 17 включает генератор 2 зондирующих импульсов, который выра- батьшает радиосигнал. Последний усиливается выходным каскадом 18 и поступает на вход ультразвукового преобразователя. Зондирующий импульс излут-гается ультразвуковым преобразователем 3, отражается от объекта 35 контроля (фиГо2) и пригягмается тем же преобразователем 3„ Сигнал с пре- рбразователя 3 усиливается усилителем 4. На заданное время (мертвая зона) усилитель Д закрывается ключом 19. Усипенный сигнал поступает на первый вход компаратора 5, на вто рой вход которого подается пороговое напряжение с источника 20 опорного напряжения. Сигнал с выхода компаратора 5 поступает на один из входов триггера 6, на другой вход которого подается гьмпульс с выхода дисЬферен- цирующего звена 16 н момент излучения зондирующего импул.са.Таким образом, на выходе триггера 6 формируется временный интерпял, длитель- ность которого пропорпиональна рас- тоянию до кoнтpoлиpye ;c гo объекта. Второе дифференцирующее звено 21 вырабатывает короткий импульс, соответ

Q

5

0 5 О д j 0 с

5

116

стпхтощий концу зтого времеттного интервала. Одновременно, сипгал тактового генератора 1 поступает на пер- ный делитель 7, с выходов которого импульсы кратных частот подаются на первую схему 23 совпадения. Частоты подбирают таким образом, чтобы импульс на выходе схемы 23 совпадения вырабатывался через время, пропорцио- напьное величине мертвой зоны. Этот импульс подастся на один из входов второго триггера 9, на другой вход которого поступает импульс с выхода дифференцирующего звена 16 в момент излучения зондирующего импульса,Сформированный на выходе второго триггера 9 строб мертвой зоны подается на управление ключом 19 и дифференцируется третьим дифференцирующим звеном 22. Короткий импульс, соответствующий заднему фронту строба мертвой зоны, поступает на один из входов элемента 8 ИЛИ, на другой вход которого подается имнульс с выхода дифференцирующего звена 16о Каждый из указанных импульсов обнуляет делитель 7. Такое обнуление осуществляется с целью уменьшения количества разрядов цифрового кода, формируемого задатчиками 10 и 27 цифрового кода

С выхода делителя 7 сигналы подаются на вторую схему 24 совпадения, которая вырабатывает импульс в момент равенства двоичного кода,поступающего с делителя 7 и кода, формируемого задатчиком 10 цифрового кода. Импульс совпадения подается на один из входов третьего триггера 25, на другой вход которого поступает импульс с третьего дифференцирующего звена 22, соответствующий окончанию строба мертвой зоны На.выходе третьего триггера 25 формируется строб первой рабочей зоны, длительность которого устанавливается задатчиком 10 цифрового кода. Этот строб подается на вход элемента 11 И. На другой ее вход подается импульс с выхода второго дифференцирующего звена 21, в момент прихода отраженного от контролируемого объекта импульса. Этот импульс, пройдя элемент 11 И, если он попал в сформированный строб первой рабочей зоны, устанавливают в единичное состояние пятьй триггер ЗОо Этот триггер устанавл1твается п нулевое состояние импульсом с третьего диг 5ференцирующего звена 22,Сформированный триггером 30 импульс через усилитель 31 мощ}юсти включает индикатор .13, который сигнализирует о наличии объекта в пределах нервой рабоче11 зоны о

Одновременно с выхода делителя 7 сигналы подаются на третью схему 28 совпадения, которая вырабатывает импульс в момент равенства двоичного кода, поступающего с делителя 7 и кода, формируемого вторым задатчиком 27 цифрового кода. Импульс совпадения подается на вход установки нуля четвертого триггера 29, на другой вход которого поступает импульс с четвертого дифференцирующего звена 26 в момент окончания строба первой рабочей зоны о На выходе четвертого триггера 29 формируется строб второй рабочей зоны, который подается на один из выводов второго элемента 12 И. На другой ее вхчзд поступает импульс в момент прихода отраженного от контролируемого объекта сигнала„ Этот импульс, пройдя элемент 12 И, если он попал в сформированный строб второй рабочей зоны, устанавливает в единичное состояние шестой триггер 32, Этот триггер устанавливается в нулевое состояние Iiмпyльcoм с четвертого дифсЪеренцирующего звена 26, ..о- ответствующему моменту окончания строба первой рабочей зоны. Сфо)ми- ропанный шестым триггером 32 импульс через усилитель 33 мощности включает BTOpoif твдикатор ЗА, который сигнализирует о наличии контролируемого объекта в пределах второй рабочей зоны.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает контроль размеров изделий одновременно по двум типоразмерам, что расширяет функциональные возможности устройства,

Формула изобретени

Ультразвуковое устройство для контроля размеров, содержащее тактовый генератор, генератор зондирующих импульсов, последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь, усилитель, компаратор и триггер, делитель, вход которого соединен с выходом тлктового генератора, элемент ИЛИ, второй триггер, задатчик цифрового кода, первый и второй элементы И и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расши

5 0 5 O Q

5

5

0

рения функциональных возможностей устройства, оно снабжено датчиком температуры, выход которого соединен с управляющим входом тактового генератора, последовательно соединенными вторым делителем, первым дифференцирующим звеном и одновибратором, выход которого соединен с входом генератора зондирующих импульсов, выходным каскадом, вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - с входом ультразвукового преобразователя, ключом, вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - с вторым входом усилителя, источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, вторым дифференцирующим звеном, вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - с первыми входами первого и второго элементов И, третьим дифференцирующим звеном,вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход с первым входом элемента ИЛИ, первой схемой совпадения, вход которой соединен с выходом первого делителя, а выход - с первым входом второго триггера, последовательно соединенными второй схемой с овпадения, третьим триггером и четвертым дифференцирующим звеном,последовательно соединенным вторым задатчиком цифрового кода, третьей схемой совпадения и четвертым триггером, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, последовательно соединенными пятым триггером и первым усилителем мощности, выход которого соединен с входом первого индикатора, последовательно соединенными щестым триггером, вторым усилителем мощности и вторым индикатором, первые входы пятого и шестого триггеров соединены с выходами соответственно первой и второй схем И, выход схемы ИЛИ соединен с вторым входом первого делителя, выход первого дифференцирующего звена - с вторыми входами первого и второго триггеров и схемы ИЛИ, выход третьего дифференцирующего звена - с вторыми входами третьего и пятого триггеров, выход первого задатчика цифрового кода - с первым входом второй схемы совпадения, выход первого делителя - с вторыми входами второй и третьей схем совпадения, выход третьего триггера

с вторым входом первой схемы И, а выход чс твертог о дифференцирующего

35

50/,511 О

тпена соединег с вторыми входами четвертого и шестого триггеров.

ос

г 5g

ig

«.

36

|

С4.

J7

Фиг. 2