УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР Советский патент 1967 года по МПК G01B17/02 

Известны ультразвуковые импульсные толщиномеры, основанные на измерении интервала времени между импульсами, отраженными от верхней и нижней поверхностей изделия, в котором акустический контакт между излучателем и изделием осуществляется через слой жидкости, содержащие триггер с двумя устойчивыми состояниями, управляемый импульсами дефектоскопа, усилитель-ограничитель для формирования отраженных импульсов и схему выделения измерительных импульсов постоянной длительности, включающую два источника селекторных запускающих импульсов, одним из которых служит задающий мультивибратор схемы.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого толщиномера; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжений в схеме толщиномера.

В качестве задающего генератора используется мультивибратор /, управляющий работой всей схемы. Он вырабатывает прямоугольные импульсы TI с частотой

f 1Г,

Положительный илшульс 7i мультивибратора используется для запуска генератора // высокочастотных импульсов. Импульс, вырабатываемый генератором, запаздывает относительно переднего фронта запускающего импульса на цремя TI из-за несовершенства формы последнего. Электрические импульсы, снимаемые с генератора, возбуждают пьезощуп, который преобразует электрические импульсы

в ультразвуковые, излучаемые через воду в изделие. Ультразвуковой импульс при распространении испытывает многократные отражения на границах раздела. Отраженные импульсы попадают на пьезощуп, работающий

после излучения приемников, преобразуются в электрические и поступают на вход усилителя /// высокой частоты (блок УВЧ).

В приборе для измерения используются импульс / (см. фиг. 2,0), отраженный от границы вода - изделие и пришедший к щупу через время

t.-,(1)

где CB - скорость звука в воде, и импульс 2 (см. фиг. 2, б), отраженный от противоположной стороны изделия,

2.4В , 2ВС,.

i-2 г-

С„ сами / и 2 и однозначно зависит от толщины изделия: Для того чтобы импульс 3 (см. фиг. 2, в), дважды отраженный от границы вода - изделие, не мещал измерению, необходимо соблюдение )СЛОВИЯ i-2 t-,.(5) Импульсы / и 2 усиливаются (см. фиг. 2, г) трехкаскадным усилителем III, детектируются, усиливаются, формируются блоком IV Е более остроконечные (см. фиг. 2, д} и дважды нереворачивают триггер 1//вырабатывающий импульсы длительностью т.(см. фит. 2, е) с двумя устойчивыми состояниями, в анод открытой в течение времени t лампы триггера включен стрелочный прибор, измеряющий среднее значение тока через эту ламну за период работы схемы TZ. Стрелочный прибор градуируется непосредственно в толщинах, так как среднее значение тока за период определяется временем т. Кроме того П-импульс, снимаемый с анода триггера, дифференцируется (см. фиг. 2, ж). Отрицательный импульс, получивщийся при дифференцировании, обрезается, а положительный (см. фиг. 2. з) используется для запуска кипиреле VI, вырабатывающего импульс Гд. Этот импульс подается на третий каскад усилителя и запирает его для всех прочих отраженных импульсов. Чтобы исключить возможность попадания на триггер импульса, поступающего на вход усилителя в момент излучения, на второй каскад усилителя подается импульс Т от мультивибратора, запирающий усилитель. Импульс Ti принимается из условия Г1 Т1+/ь (4) (6) Длительность импульса Гз выбирается из следующих соображений. После прохождения импульса 2 усилитель должен быть закрыт всю оставщуюся часть периода даже при минимальиой измеряемой толщине. Для больщей надежности импульс Т должен перекрывать часть следующего периода (см. фиг. 2, и) 7,,-( + т,„;„ )(7) Однако при максимальной измеряемой толщине импульс Гз не должен перекрывать во времени импульс Т (см. фиг. 2, к). T,(T-,+T,)-(r, + t,+,,n,.)(8). Для задания триггеру определенного начального состояния лампа триггера, в которую включен стрелочный прибор, быть заперта перед моментом измерения - на сетку другой лампы триггера подаются положительные импульсы (см. фигъ 2, л), полученные дифференцированием импульса 7i. Предмет изобретения Ультразвуковой импульсный толщиномер, основанный на измерении интервала времени между импульсами, отраженными от верхней и нижней поверхностей изделия, в котором акустический контакт между излучателем и изделием осуществляется через слой жидкости, содержащий триггер с двумя устойчивыми состояниями, управляемый импульсами дефектоскопа, усилитель-ограничитель для формироваиия отраженных импульсов и схему выделения измерительных импульсов постоянной длительности, включающую два источника селекторных запускающих импульсов, одним из которых служит задающий мультивибратор схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и устранения ручной регулировки в процессе работы толщиномера, источник второго селектирующего импульса выполнен в виде киппреле с одним устойчивым состоянием, запуск которого происходит под действием заднего фронта импульса триггера с двумя устойчивьми состояниями.

Пьезощуп . Вода Деталь