УЛЬТРАЗВУКОВОЕ РЕЗОНАНСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ТОЛЩИНЫ ОТ НОМИНАЛА Советский патент 1968 года по МПК G01B17/02 

Известные ультразвуковые резонансные устройства для непрерывного измерения отклонения контролируемой толщины от номинала, использующие принцип девиации частоты для контроля толщины изделий, содержащие генератор качающейся частоты, электроакустический преобразователь, фильтр, детектор, усилители селектор резонансных импульсов, блок формирования стробирующих импульсов, триггер, блок отсчета и блок контроля, допускают ложные срабатывания.

В предлагаемом устройстве выход блока формирования стробирующих импульсов включен на вход селектора резонансных импульсов и, кроме того, на вход измерительного триггера блока отсчета, что исключает ложные срабатывания.

Блок-схема устройства представлена на чертеже. Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 выдает на выходе низкочастотное синусоидальное напряжение. Это напряжение подается на частотный модулятор 2, состоящий из генератора тока, работающего на магнитный модулятор - катушку с сердечником, магнитная проницаемость которого меняется в зависимости от тока, протекающего через подмагничивающую катушку. На сердечнике намотаны катушки индуктивности контура генератора 3 радиочастоты, частота которого, таким образом, качается в пределах, заданных размахом тока в подмагничивающей катушке и параметрами сердечника. В контур генератора радиочастоты включен электроакустический преобразователь 4, погруженный в воду 5, под которой находится контролируемое по толщине изделие 6.

В моменты времени, когда толщина слоя воды кратна половине длины волны ультразвуковых колебаний, излучаемых преобразователем, устанавливается стоячая волна и высокочастотные колебания генератора радиочастоты модулируются по амплитуде резонансными «пиками воды». В моменты времени, когда толщина контролируемого изделия кратна половине длины волны ультразвуковых колебаний, коэффициент отражения от поверхности контролируемого изделия становится минимальным и амплитуда резонансных «пиков воды» на выходе генератора резко уменьшается.

За фильтром 7 частота резонанса контролируемого изделия заметна как острый пик на фоне несущих его резонансных «пиков воды». Сигнал с выхода фильтра поступает на усилитель 8, детектируется детектором 9 и поступает на селектор 10 резонансных импульсов. В местах, где изменение качающего синусоидального тока очень мало, качание частоты почти отсутствует и в этих местах также нет резонансных пиков столба воды. Эти участки стробируются стробирующими импульсами, вырабатываемыми при прохождении подмагничивающей синусоиды через минимальные и максимальные значения блоком 11 формирования стробирующих импульсов. Импульсы, полученные на выходе селектора 10 резонансных импульсов, проходят усилитель 12, дифференцирующую цепочку 13, усилитель 14 и поступают на вход триггера Шмитта 15, формирующего рабочие импульсы с крутыми фронтами, временное положение которых соответствует резонансной частоте контролируемого изделия.

Указанные выше импульсы поступают в блок отсчета, состоящий из измерительного триггера 16, приводимый в устойчивое положение одним из стробирующих импульсов, преобразователя 17 время - амплитуда, измерительного моста 18 и прибора 19.

При изменении толщины контролируемого изделия изменяется интервал между импульсами, возникающими на прямом и на обратном ходу подмагничивающего синусоидального тока, вследствие чего изменяется длительность импульса измерительного триггера. Преобразуя эти изменения длительности в изменения амплитуды, по стрелочному прибору можно регистрировать отклонение от номинальной толщины и знак отклонения.

Для контроля работы прибора и предварительной настройки на заданный номинал, в приборе предусмотрен блок контроля, состоящий из триггера 20, схемы линейного заряда 21, парафазных усилителей вертикального и горизонтального отклонения 22 и 23 и электроннолучевой трубки 24.

Ультразвуковое резонансное устройство для непрерывного измерения отклонения контролируемой толщины от номинала, содержащее генератор качающейся частоты, электроакустический преобразователь, фильтр, детектор, усилители, селектор резонансных импульсов, блок формирования стробирующих импульсов, триггер, блок отсчета и блок контроля, отличающееся тем, что, с целью устранения ложных срабатываний и правильной фиксации знака отклонения контролируемой толщины от номинала, выход блока формирования стробирующих импульсов, включен на вход селектора резонансных импульсов и, кроме того, на вход измерительного триггера блока отсчета.