Ультразвуковое устройство для контроля размеров объектов Советский патент 1977 года по МПК G01B17/02 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может паГгги применение в химической, .машиностроительной, металлургической и других отраслях иромышленности для автоматического коитроля размеров различных объектов малого раз.мера.

Известно ультразвуковое устройство для контроля размеров движушихся объектов, содержаш,ее генератор импульсов с подключенными к нему двумя эхо-локационными канала.ми, состоящими каждый из последовательно соединенных акустической приемно-излучаюшей головки, усилителя, селекторного блока, формирующего каскада и времяизмерительиого блока; генератор селектор1:ых и;-,;пульсов и регистрируюн1ий блок, подключеиный через блок суммирования к выходам времяизмерительных блоков, в которых для исключения ногреиигастей измерения, обусловлсиных неиостоянство.м скорости ультразвука, вводится донолпительный корректируюидий электроакустический канал.

Недостатком этого устройства является наличие значительных погрешностей при измерениях размеров объектов, например, нагретых до высоких температур.

С целью повышения точности измерений предлагаемое устройство снабжено формирующи.м каскадом с амилитудной отсечкой, вход которого соединен с выходом усилителя одного из каналов и выход - с управляемым входом генератора импульсов, а акустические головки выполнены с размерами, превышающими максимальную величину размера объекта в плоскости, перпендикулярной к направлению ультразвуковых лучей.

На чертеже нриведена схе.ма предлагае.мого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов с иодключенными к нему двумя эхо-локационными каналами, каичдый из которых состоит из последовательно соединенных акустической прнемно-излучаюшей головки 2, усилителя 3, селекторного блока 4, формирующего каскада 5 и времяизмерительного блока 6. К выходам блоков 6 через блок 7 суммирования подключен регнстрирующий блок 8. Генератор 9 селекторных и.мнульсов соединен с генератором 1 имиульсов, селекторными 4 и времяизмерительными 6 блоками. Формируюший каскад 10 с амилитудной отсечкой включен между одиим из усилителей, например усплителем 3, и генератором 1 импульсов.

Устройство работает следуюшим образом.

Акустические приемно-излучающие головки, выполненные с размерами, иревышающими максимальную величину размера объекта в плоскости, перпендпкулярной к направлению ультразвуковых лучей, п размен1,енные по разным сторонам траектории движения контролируемого объекта II, возбуждаются одновременно имнульеами генератора 1 и излучают по направлению к объекту короткие ультразвуковые имиульеы. Последиие, отражаясь от объекта, поступают на головки и преобразуются в электрические импульсные сигналы, которые через усилители 3 и селекторные блоки 4 поступают в формпруюи1ие каскады 5.Эти каскады преобразуют поступившие сигналы в нормализованные импульсы, по времени соответствующие моментам приема ультразвуковых эхо-сигналов, которые поступают на входы времяизмерительных блоков 6, соединенных также с генератором 9 селектор.ных импульсов. В результате воздействия указанных импульсов блоки 6 вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные временным интервалам, равным соответственно разности между периодом следования возбуждающих импульсов и временами распространения ультразвуковых импульсов в каждом из каналов.

Выходные сигналы блоков 6 поступают через блок 7 суммирования в регистрирующий блок 8, шкала которого градуирована в единицах измеряемой величины.

Отделение эхо-снгналов от возбуждающих импульсов генератора 1 производится в селекторных блоках 4, которые управляются прямоугольными импульсами селекторного генератора 9.

Показания регистрирующего блока 8 пропорциональны отношению суммы времен распространения эхо-импульеов в обоих каналах к периоду следования возбуждающих импульсов.

Для исключения зависимости этих показаний от скорости распространения ультразвуковых эхо-сигналов импульсный генератор

синхро;1изирусгся ультразвуковым имнульсом, прошедшим от одной головкп (справа па чертеже) к другой (слева па чертеже) и преобразуемым ею в электрический импульс, который поступает на управляемый вход генератора 1 через формирующий каскад 10. Этот каскад выполнен с амплитудпой отсечкой такой величины, чтобы на синхронизацию генератора 1 не поступал ранее поступивший эхосигнал головки, расположенной слева на чертеже. При этом период следования импульсов генератора 1 становится обратно пропорциональным скорости ультразвука, что исключает зависимость от нее показаний регистрирующего блока.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля размеров объектов, содержащее генератор импульсов с подключенными к нему двумя эхо-локационными каналами, состоящими каждый из последовательно соединенных акустической приемно-излучающей головки, усилителя, селекторного блока, формирующего каскада и времянзмерительного блока; генератор селекторных импульсов, соединенный с генератором импульсов, селекторными и времяизмерительными блоками, и регистрирующий блок, подключенный через блок суммирования к выходам времяизмерительных блоков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено формирующим каскадом с амплитудной отсечкой вход которого соединен с выходом усилителя одного из каналов и выход - с управляемым входом генератора импульсов, а акустические головки выполнены с размерами, превышающими максимальную величину размера объекта в нлоскости, перпендикулярной к направлению ультразвуковых лучей.