Способ бесконтактного измерения физических параметров сред Советский патент 1977 года по МПК G01B17/02 

1

Изобретение относится к областям металлургии, машиностроения и может быть использовано для измерения толщины тонколистового материала в потоке (например прокатываемой металлической фольги из бериллиевой бронзы, меди, ее сплавов и т. д.).

Известны способы измерения физических параметров сред, например толщины проката, путем возбуладения излучателя ультразвуковых колебаний и излучения в направлении контролируемой среды узкоспектрального импульса колебаний, четверть средней длины волны которых устанавливают больше максимальной толщины контролируемой среды.

Недостатком известного способа является излучение ультразвуковых колебаний с одной стороны, а прием информативных ультразвуковых колебаний - с другой стороны контролируемого материала. Это ограничивает область применения способа, используемого лишь после заправки контролируемого материала в прокатный стан. В результате этого неконтролируемые передние и задиие концы полосы выходят из полей допусков и их обрезают в отходы, достигающие 10% от выхода годного материала.

Известен также способ бесконтактного измерения физических параметров сред, например толщины проката, основанный на измерении параметров контролируемого материала в полупространстве излучения путем излучения ультразвуковых колебаний в импульсном режиме, преобразования отраженных и (или) возбужденных контролируемой средой ультразвуковых колебаний в постоянное напряжение, по величине которого определяют контролируемый параметр. Этим способом невозможно обеспечить измерение при изменении расстояПИЯ до контролируемого материала.

Целью изобретения является обеспечение возмол ностн измерений прп изменении расстояния до контролируемого материала.

Это обеспечивается тем, что по предлагаемому способу прием отраженных и (или) возбуледенных контролируемой средой ультразвуковых колебаний производят в паузы излучения.

На чертеже представлен пример осуществлеПИЯ описываемого способа.

Задающий генератор 1 соединен с блоком развязки 2 и с излучателем 3 ультразвуковых (УЗ) колебаиий, который излучает УЗ колебания 4 в сторону контролируемой среды 5, толщиной, например, 10 мкм. Блок приема 6, преобразователь 7 и показывающий прибор 8 соединены последовательно.

Задающим генератором 1 вырабатывают прямоуголы ые импульсы и подают их на блок

развязки 2, а также - па возбуждение излучателя 3, при помощи которого излучают УЗ колебапия 4 в звукоироводное полуироетраиетво с контролируемой средой 5. Четверть средней длины волны УЗ колебаннй 4 устанавливают намного больше максимальной толщииы контролируемой среды 5. УЗ колебання 4 создают у границы контролируемой среды 5 чередуюш,неся зоны новышенного давления и разрежения. При оговореииом соотношении длины волны УЗ колебаний 4 и толш,ины контролируемой среды 5 последняя начинает вести себя как упругая оболочка, совершаюш,ая вынужденные колебания с частотой заполнения УЗ импульсов, т. е. с частотой колебания, обраш,енной к контролируемой среде 5 поверхности излучателя 3. Отраженные и возбужденные контролируемой средой УЗ колебания принимают в паузе излучения излучателем 3 (или разделенным приемником). Амплптуда возбужденных контролируемой средой 5 УЗ колебаний зависит пря.мо пропорционально от ее упругнх постоянных и обратно пропорционально от толщины, так как в процессе нрокатки одной и той же контролируемой среды 5 ее упругие постояиные не меняются, а толщина в приведенном иримере изменяется в обе стороны от поминала 10 мкм, то амплитуда принятых УЗ колебаний будет изменяться обратно пропорционально этой толщине. В случае увеличения толщины контролируемой среды 5 до кр)ггической, паиример более 500 мкм, при которой вынужденные колебания отсутствуют, информацию о иараметрах этой среды несут УЗ колебания,

отраженные от ее иротивоположной (верхней) граннцы. При этом нредпочтительнее применение иммерсионного метода ввода УЗ колебаиий 4. Принятые УЗ колебания усиливают блоком ириема 6, если через блок развязки 2

не иоступают сигналы заирета, нрнсутствующие во вре.мя излучения УЗ колебаний 4. Затем принятые УЗ колебання нреобразуют в постоянное напряжение преобразователем 7 и оиределяют толщииу контролируемой среды 5

при помощп показывающего прибора 8.

Формула изобретения

Сиособ бесконтактного измерения физических параметров сред, например толщины

проката, путем излучения ультразвуковых колебаний в импульсном режиме, преобразования отраженных контролируемой средой ультразвуковых колебаний в постоянное напряжеине, по величине которого оиределяют контролируемый нараметр, отличающийся тем, что, с целью обесиечения возможностн измерений при изменении расстояиия до контролируемого материала, прием отражеииых контролируемой средой ультразвуковых колебаннй

производят в паузы излучения.