Ультразвуковой резонансный толщиномер Советский патент 1976 года по МПК G01B17/02 G01N29/04 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ТОЛЩИ ОМЕР С помощью генераторов 4 и 3 и клагнитного модулятора 6 вьфабатьшаготся высокочастотные электрические колебаниЯ| периодически иэмевяюшиёбя по частоте и поступающие на пьезоэлектрическую пластину 2 и катушку 3 индуктивности. Магнитный модулятор питается треугольным или синусоидальным по форме (половина периода) напряжением. С изменением нагфйжения изменяеп;я индуктивность высокочастотных каТушек модулятора Э а следовательно и частотр генераторов 4 и 5, при этом, благодаря выбранной форме напряжения на модуляторе частота изменяется дважды за один период изменения напряжения. Пьезоэлектрическая пластина 2 преобразовьюает; N поступающие на нее электрические колебания в упругие ультразвуковые колебания, которые вводятся через йлой контактирующей яшдкости в контролируемое металлическое изделие 17 и нанесенное на его поверхности зад Ятное покрытие 18. Ультразвуковые колебания отражаются от противоположной поверхности; изделяй 17 и взаимодействуют с вводимыми колебаниями, при этом на определенной частоте, соответствукнцей суммарной , толишне изделия 17 и ПО1ФЫТИЯ 18, возникает акустический реaOHaHCi характеризуемьй импульсным изменением режима работы генератора 4. Вследствие двойного симметричного изменения час тоты генератора 4, соответствующего прямому и обратному ходу изменения напряжения на модуляторе 6, резонанс также возсшкает дважды за один период изменения напряжения, при этом время между первым и вторым резонансамй однозначно характеризу ет суммарную толщину изделия 17 и покрытия 18. С ПОМОЩЬЮ-измерительного канала 7 происходит вьщеление резонансных импульсов, их ус1ление, получение импульса, равного по длительности времени между первым и вторым резонансамн, преобразование длительно{1ти импульса в амплитуду и детектирование. Таким образом, яа пиковом детекторе 16 измерительного канала 7 пюявляется напряж ние, соответствующее суммарнсЛ толщине из делия 17 и, покрытия 18, которое подается на мостовой сумматор 9. Индуктивность катушки 3 датчика 1, а следовательно и собственная резонансная час тота контура генератора 5, в который она ВХОДИТ, зависит от ее расстояния до поверхиости изделия 17, т.е. от толщины покрытия U8. При изменении частоты генератора 5 на р1чредепенной; частоте, соответствующей собственной резонансной частоте контура гене- ратора, т.е. в конечном итоге толщине цокрытия 18, возникаетэлектрический резонанс, хйрвктгериаующийся: как и акустический импульсным изменением режима работы генератора 3. Измерительный канал 8 аналогично каналу 7 выделяет резонансные импульсы и осуществляет дальнейшие преобразования. В результате этого на его пиковом детекторе 16 наблюдается напряжение соответствующее толщине покрытия 18 и подаваемое на мостовой сумматор встречно напряжению с пикового детектора 16 измерительного канала 7. Результирующее напряжение на мостовом сумматс е 9, поступающее на стрелочный индикатор 10, соответствует толщине контролируемого изделия 17, при этом на погрешность измерений практически не сказывается наличие на поверхности изделия 17 пленочного неметаллического покрытия 18. Электронно - лучевая трубка 11, на которую П{)ступают выделенные резонансяьТе импульсы с усилителей 13 измерительных каналов 7 и 8, служит для контроля работы толщиномера , в частности качества акустического контакта между датчиком и контролируемым изделием, и наличия выделенных резонансных икшульсов в обоих измерительных каналах. Формула изобретения Ультразвуковой резонансный толщиномер, содержащий модулятор, последоЕютельно соединенные ультразвукрвс датчик, генератор качающейся частоты и измерительный канал и индикатор, отличающийсй тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен носледовательно соедш ен ыми индуктивным датчиком, вылолненным в виде плоской спирали, расположенной на рабочей поверхности ультразвукового датчика, вторым генвратсчэом качающейся частоты и измерительным каналом и мостовым сумматором, входы которого соединены с выходами обо.их измерительных каналов, выход - с индикатором, а модулятор соединен со входами генераторов качающейся частоты. Исто«ши1ш информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 216356, М.КЛ. G О1 п. 29/О4, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 461364 М.КЛ. € 01 л 28/04, О2.О6. 1973 (прототип). т I П 18 I 3