Изобретение относится к черной металлургии, а именно к контролю толщины проката, и может быть использовано в химической и электронной промышленности для контроля толшдны пленок и пластин.
Целью изобретения является повышение точности измерений.
На чертеже представлено устройство, реализующее способ бесконтактного измерения толшины.
Устройство содержит два приемопередающих электроакустических преобразователя 1 и 2, эталонный акустический канал длиной 21, состоящий, например, из одного или двух акустических отражателей 3 и 4, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между электроакустическими преобразователями 1 и 2, а от ближайшего преобразователя - на расстоянии, равном половине расстояния между преобразователями, перестраиваемый генератор 5 гармонических колебаний, соединенный с преобразователями 1 и 2, частотомер 6, включенный на выходе генератора 5, фазометр 7, входами соединенный с выходами преобразователей 1 и 2, а выходом - с входом преобразователя 8 разности фаз в электрическое напряжение, выход которого соединен с управляющим входом генератора 5 гармонических колебаний, а также линию 9 задержки, включенную в электрическую цепь одного из ,. преобразователей, необходимую для вьфавнивания времен задержки преобразования электрического сигнала в акустический для расположенных по разные стороны от изделия преобразователей
СП
го
00
со
р Ci
1 и 2, фазовращатапя 10, включенного на выходе другого преобразователя для выравнивания времен преобразования акустического сигнала в электри- ческий.
Сущность способа заключается в следующем.
В среде, в которой находится изделие, с помощью акустических отражате- лей 3 и 4 создается эталонный канал базовой длины 1. В зтот канал излучают сигнал в прямом направлении (преобразователем 1 излучают, преобразователем 2 принимают). Фаза принятого сигнала
vf, 2irf |-- +ДФ, ,
где С - скорость распространения акустических колебаний; йЧ ( 2 ТГ f фаза, определяемая задержкой сигнала в электрическом тракте, равной €/ . Излучают в эталонный канал сигнал в обратном направлении (преобразователем 2 излучают, преобразователем 1 принимают). Фаза принятого сигнала
30
4t 2-/rf --J- +uH t.
где 1 27Г С/г фаза, определяема:)
задержкой преобразования акустического сигнала в электрическое колебание, равной D
Выходной сигнал фазометра 7, равный сумме фаз прямого и обратного
сигналов акустических колебаний, равен
(1+у)2 Tf--i + ЛЧ а + ДЧ,+W ,
где S - чувствительность фазометра на частоте f;
1 ДФ - относительная погрешность
чувствительности и абсолютная погрешность измерений фазометра на частоте f.
Балансируют фазы прямого и обратного каналов до получения нулевого фазового сдвига изменением электрической задержки в одном из каналов с помощью линии 9 задержки и подстройкой частоты сигнала до значения f, которая посредством фазовращателя 10 вызывает изменение фазы
Q
Q
5
0
сигнала на входе фазометра 7, создавая опорный сигнал
Зс(Ну,)Г 2Tf, Ji- 4-/54 J ,
где Sjj - чувствительность фазометра
на частоте T , относительная погрешность
чувствительности и абсолютная погрешность измерения фазометра на частоте f. В случае изменения параметров среды (давление, температура, состав) изменяется скорость распространения калибрующих колебаний, а следовательно, изменяется сигнал на выходе фазометра, который через преобразователь 8 разности фаз в электрическое напряжение изменяет частоту колебаний f генератора 5 гармонических колебаний в каждом измерительном цикле до значения, при котором фазовый сдвиг приобретает нулевое значение. Значение частоты регистрируется с помощью частотомера 6.
Затем зондируют изделие с двух сторон. Фаза сигналов отраженного с одной стороны изделия, расположенного на расстоянии 1 от электроакустического преобразователя 1, равна 21, -h
, 2 и f
+ ЛЧ , ,
где h - толщина изделия.
Фаза отраженного сигнала с другой стороны изделия, расположенного на расстоянии Ij. от преобразователя 2, равна
2Ц-Ь
4, 2 Iff, --- сЛЧ -г. о
На выходе фазометра результирующий сигнал, соответствующий суммарной фазе:
o,S,(1+J,)2-Hf,2i- - Ь)
+ йЧ , + Л%+6М 1«
Изменяют частоту сигнала до получения первоначального, с нулевым фазовым сдвигом, выходного сигнала фазометра
5г(иу,)21Г,( )
5 . 1 где fg - новая частота озвучивания
изделия, Гц;
,ДЧ(2- новая относительная погрешность чувствительности и абсолютная погрешность на частоте fj ; S. - чувствительность измерения
на частоте fс.
При йалом измерении частоты можно считать, что S.t t йЦ й- Из равенства сигналов Qi-o получа- ют
oTTf oTTf /21 2h,
2)if, --- 2/-f, (--- - --).
откуда толщина изделия
f-г - fi h 1.
Применение предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения толщины изделий, исключает необходимость располагать изделие точно посередине между преобразователями.
Формула изобретения
Способ бесконтактного измерения ТОЛ1ЦИНЫ, включающий излучение и прием акустических колебаний в эталонном канале, излучение акустических .коле166
баний в измерительном канале с противоположных сторон изделия, прием сигналов, отраженных от его поверхности и определение толщины изделия по сигналам эталонного и измерительного каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерйний, излучение и прием акустических колебаний в эталонном канале осуществляют в прямом и обратном направлениях, расстояние, на которое распространяются акустические колебания в эталонном канале, устанавливают равным расстоянию 1 между преобразователями измерительного канала измеряют фазу сигнала, распространяющегося в эталонном канале в одном из направлений путем изменения частоты до значения f ,при котором фаза этого сигнала совпадает с фазой сигнала, распространяющегося в противоположном направлении, при излучении в приеме акустических колебаний в измерительном канале регистрируют суммарную фазу отраженных сигналов, изменяют частоту f акустических колебаний до значения {ц,прн котором суммарная фаза равна нулю, а толщину h изделия определяют по формуле
h 1 f2 - f
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ бесконтактного измерения толщины плоских изделий | 1985 |
|
SU1357708A1 |
Способ определения расстояния | 1990 |
|
SU1755047A1 |
Способ ультразвукового контроля качества изделий с соединением сваркой давлением | 1987 |
|
SU1483353A1 |
Ультразвуковое устройство для измерения толщины изделий | 1988 |
|
SU1582007A1 |
Импульсно-фазовое устройство для контроля толщины | 1990 |
|
SU1747894A1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2408881C1 |
АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА | 1990 |
|
RU2016406C1 |
Датчик давления | 1984 |
|
SU1368677A1 |
Способ ультразвукового контроля качества изделий | 1987 |
|
SU1471119A1 |
Ультразвуковой способ определения толщины пленочных изделий | 1988 |
|
SU1535139A1 |
Изобретение относится к акустическим методам контроля размеров. Цель изобретения - повышение точности измерений. С помощью эталонного канала осуществляют калибровку на рабочей частоте F1. Озвучивают изделие с двух сторон и фиксируют суммарную фазу отраженных от его поверхности сигналов. Изменяют рабочую частоты до значения F2, при котором суммарная фаза равна нулю, а о толщине H изделия судят по соотношению H = L . F2-F1 / F2, где L - расстояние между преобразователями. 1 ил.
Способ ультразвукового измерения толщины движущегося изделия | 1979 |
|
SU994911A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Устройство для распознавания рыбных скоплений | 1974 |
|
SU570860A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1989-11-23—Публикация
1986-04-22—Подача