Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер Советский патент 1990 года по МПК G01B17/02 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения толщины металлов с односторонним доступом,

Целью мобретения является повышение дос ювернос ти и точности изме- рения толшины за счет исключения погрешности от нестабильности генератора счетных импульсов н машинной обработки результатов измерения,

На фиг, 1 представлена функциональная схема толщиномера; на фиг, 2 - функциональные схемы цифрового блока и устройства сопряжения,

Ультразвуковой охоимпульсный тол- i имномер содержит ультразвуковой преобразователь , соединенный с ним генератор 2 зондирущих импульсов, соединенный с синхронизатором 3, последовательно соединенные усилитель 4, формирователь 5, формирователь 6 измерительного строба, цифровой блок 7, с вторым входом которого соединен кварцевый генератор 8, устройство 9 сопряжения, арифметическое устройство 10 и переключатель I рода г бот, подсоединенный v арнфметиче скому v-- тройству 10, вход усилнтетя 4 соединен с ультразвуковым преобразователем 1, выход синхронизатора 3 соединен с вторыми входами формирователя 5, устрон- ства 9 соппяжения и третьим входом цифрового блока 7,

сл

СЭ О

to ю

Последний содержит последовательное соединенные схему И 12 и четыре двоично-десятичных счетчика 13-16, а устройство 9 сопряжения содержит четыре пары последовательно соединенных триггеров 17-20 и мульт плексоров 21-24 соответственно, последовательно соединенные дешифратор 25 и ключ 26,

а также генератор 27 функций, подклю- ю ченный к управляющему входу дешифратора 25,

Толщиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 3 передним фронтом 15 запускает генератор 2 зрндируюших импульсов и одновременно формирует стартовый импульс, поступающий на вход формирователя 6 измерительного строба. Генератор 2 зондирующих импульсов возбужда- 20

ет ультразвуковой преобразователь 1, который через слой контактной жидкости акустически связан с контролируемым изделием. Создаваемый преобразователем ультразвуковой иыпуш с вводится в изде- 25

лие и, отражаясь от донной поверхности,

вновь попадает на преобразователь i , преобразуется в электрический импульс и поступает на усилитель 4. Усиленные импульсы поступают на вход формирователя 30

5, где они преобразуются в прямоугольные, нормированные по амплитуде импульсы, С выхода формирователя 5 импульсы поступают на один из входов формирователя 6 строба,- который устанавливается -,. в состояние 1 по переднему входу импульса синхронизатора 3 и в состояние О - по переднему фронту первого отраженного от нижней поверхности контролируемого изделия импульса. Та- 40 -ким образом, на выходе формирователя 6 измерительного строба формируется прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна измеряемой толщине, С выхода формирователя 6 из- д$ мерительного строба импульс поступает на один из входов цифрового блока

7, на второй вход которого поступают высокочастотные импульсы от кварцевого генератора 8 счетных импульсов. ,Q

С цифрового блока 7, содержащего схему И 12, на которую подается сигналы от кварцевого генератора 8 и формирователя 6 строба, и четыре двоично-десятичных счетчика 13-16, сигнал поступает на триггеры 17-20 оперативной памяти устройства 9 сопряжения. По команде синхронизатора 3 информация о текущем значении толщины переписывается от цифрового блока 7 и .поступает на мультиплексоры 21-24 устройства 9 сопряжения и по команде генератора 27 функций, запускаемого синхронизатором 3, происходит дешифрация текущего значения толщины с помощью дешифратора 25 и через ключ 26 подается в регистры памяти арифметического устройства 10. После записи нос- , леднего разряда текучего значения толщины сигнал с дешифратора 25 стирает запись в триггерах 17-20 в мультиплексорах 21-24 это значение, и таким образом устройство 9 подготавливается к следующему циклу изменения,

Калибровка проводится с помощью блоков 9-11 в совокупности с кварцевым генератором 8 и выполняется вручную перед началом измерений в следующей последовательности. Оператор при положении переключателя 11 Калибровка с помощью клавиатуры арифметического устройства 10 вручную вводит значение толщины калибровочного образца в регистр памяти устройства 10, задав после этого операцию Деление. После установки ультразвукового преобразователя 1 на контролируемый образец переключатель 11 переводится в положение Измерение. При этом посредством устройства 9 вводится измеренное значение толщины в регистр памяти устройства 10, При переводе переключателя 11 в положение Калибровка выполняется операция деления, после чего вводится операция Умножение на полученный коэффициент. Посде этого переключатель 11. переводится в положение Измерение,

Таким образом, теперь каждое новое поступающее с цифрового блока 7 через устройство 9 сопряжения числовое значение, соответствующее измеренной толщине, корректируется с высокой степенью точности арифметическим устройством 10,

Использование предлагаемого толщиномера по сравнению с известным позволяет повысить точность измерения и достоверность контроля толщины изделий благодаря исключению погрешности от нестабильности генератора счетных импульсов и машинной обработки результатов, измерения, дает позможность выполнять статистические расчеты, необходимые при арбитражном контроле.

5 15

Формула изобретения

1. Ультразвуковой эхоимпульсный толщиномер, содержащий генератор„ последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и ультразвуковой преобразователь, последовательно соединенные усилитель, формирователь, формирователь измери- тельного строба и цифровой блок, второй вход которого соединен с выходом синхронаэатора и вторым входом формирователя измерительного строба, третий вход - с генератором, а вход уси- лителя соединен с ультразвуковым преобразователем, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерения, он снабжен устройством сопряжения, пе- реключателем рода работ и арифметическим устройством, первый вход которого соединен с выходом устройства сопряжения, первый и второй входы которого соединены с выходами ссотв ет-

2«

ственно цифрового блока и гннхронит.- тора, выходы переключателя род. работ соединены с вторым и третьем вход-г-.- арифметического устройства, а генерг- гор выполнен кварцевым,

2. Толщиномер по п, 1 , о т л ч ч а- ю щ и и с я тем, что устройство сопряжения содержит генератор фучкпн, четыре пары последовательно соединенных триггеров и мультиплексоров, последовательно соединенные дешифратор и ключ, первые входы триггеров объединх- ны и являются первым входом устройства сопряжения, вторые входы триггеров и вход генератора функций соединены между собой и являются вторым входом устройства сопряжения, выходы мультиплексоров соединены с входами дешифратора, выход которого соединен в входами сброса триггеров и мультиплек-о- ров, выход генератора функций соединен с управляющим входом дешифратора, а выход ключа является выходам устройства сопряжения.

Изобретение предназначено для исследования материалов, в частности металлов, с помощью ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повышение достоверности и точности измерения за счет исключения погрешности от нестабильности генератора счетных импульсов и машинной обработки результатов измерения. Для этого толщиномер снабжен устройством сопряжения, арифметическим устройством, переключателем рода работ и кварцевым генератором, причем выход устройства сопряжения соединен с одним из входов арифметического устройства, к другим из входов которого подключены выходы переключателя рода работ, а выход кварцевого генератора соединен с одним из входов цифрового блока. В режиме калибровки в толщиномере с помощью эталонного образца вычисляется поправочный коэффициент, который хранится в арифметическом устройстве. В режиме измерения каждый результат измерения уменьшается на этот поправочный коэффициент, что обеспечивает повышение достоверности и точности результатов измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

Редактор Н.Бобкова

Составитель В.Кольцов

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 1215

Тираж 478

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 6/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, уч. Гагарина, 101

- Подписное