Бесконтактный ультразвуковой толщиномер Советский патент 1980 года по МПК G01B17/02 G01N29/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касается ультразвуковых толщиномеров. Известен ультразвуковой толщиномер, содержащий излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, усилитель и индикатор {l. Недостатком известного толщиномера является контактный ввод ультра звуковых колебаний в изделие, что приводит в преждевременному износу излучателя и приемника, а также не позволяет контролировать концы изделия . Известен также бесконтактный ульт развуковой толщиномер, содержащий задающий генератор,соединенный через усилитель мощности с контуром ударно го возбуждения и через конденсатор с повышающим трансформатором, выход которого подключен к излучателю ульт развуковых колебания, и последовател но соединенные приемник ультразвуковых колебанг1й, блок приема, преобразователь и индикатор 2. Недостатком известного толщиномер является невозможность контроля концов изделия. Цель изобретения - контроль кон.нов изделия. Поставленная цель достигается тем, что бесконтактный ультразвуковой толщиномер снабжен блоком развязки, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний выполнены в виде одного обратимого электроакустического преобразователя, один вход блока приема че- рез блок развязки соединен с задающим генератором, а другой - с выходом повышающего трансформатора и электроакустическим преобразователем. На чертеже изображена блок-схема бесконтактного ультразвукового толщиномера. Толщиномер содержит генератор 1 импульсов,усилитель 2 мощности, конденсатор3, повышающий трансформатор 4, обратимый электроакустический преобразователь 5, измерительный блок 6, преобразователь 7 и индикатор 8. Генератор импульсов имеет два выхода: один выход связан с усилителем 2 мощности, другой - через блок развязки, состоящий из линии 9 задержки и гене.ратора 10 строба,соединен со входом 11 измерительного блока 6. На выходе усилителя 2 мощности включен контур ударного возбуждения, образованныл индуктивностью 12 и конденсатором 13.

Толщиномер работает следурщим образом.

Генератор 1 возбуждает с помощью усилителя 2 Мощности и контура ударного возбуждения излучатель электроакустического преобразователя 5. По направлению к контролируемому изделию 14 возбух даются продольныё ультразвуковые колебания, создающие у границы изделия чередующиеся зоны повьиненного давления и разря ения. При толщинах изделия, меньших длины волны yj bTpaзвуковых колебаний, изделие начинает вести себя как упругая оболочка, совершающая вынужденные колебания с час тотоп заполнения ультразвуковых импульсов. На приемникультразвуковых колебаний приходят как отражен-ные, так и возбужденные контролируемым изделием 14 вторичные колебания. Их ам-. -плитуда прямо пропорциональна упругим постоянныгл и обрат-но пропорциональна толщине контролируемого изделия. С увеличением толщины амплитуда вынужденных колебаний уменьшается. В случае увеличения толщины контролируемого изделия 14 до критической, при которой возбужденные колебания отсутствуют, информацию о параметрах изделия несут ультразвуковые колебания, отраженные от изделия. Для определения толщины изделия принятые отраженные и возбужденные ультразвуковые колебания селектируются, усиливаются и преобразуются в преобразователе 7 в постоянное напряжение, по величине которого определяют контролируемое з.начение .

Использование одного обратимого электроакустического преобразователя требует разделения фазы излучения и приема колебаний во времени и в пространстве. Последнее достигается сокращением длительности ультразвукового импульса так,что его время становится меньше времени пробега звука до контролируемого изделия 14, и увеличением паузы настолько, чтЬ она становится больше времени двойного пробега зву-.. ка по этому пути.

Разделение фазы излучения и приема по времени осуществляется при помощи блока развязки. При этом импульс генератора 10 строба присутствует в

качестве коллекторного питания усилителя измерительного блока б лишь по окончании излучения и прихода отраженного ультразвукового импульса на приемник ультразвуковых колебаний, т.е. после запуска генератора 10 строба импульсом генератора 1, задер.жанного линией 9 задержки,

Использование в предлагаемом толщиномере блока развязки и обратимого электроакустического преобразовате- ля расширяет область применения толщиномеров в различных Фазах прокатки Отпадает необходимость отведения толщиномера в процессе заправки металла в прокатный стан, вследствие чего пояляется возможность контролировать передний и задний концы прокатываемого металла, обычно обрезаемого в отходы. Повышение выхода годного металла при этом может достигать 10%.

Формула изобретения.

Бесконтактный ультразвуковоЙ толщиномер, содержащ15й задающий генератор, соединенный через усилитель мощности с контуром ударного возбуждения и через конденсатор с повышающим трансформатором, выход которого подключен к излучателю ультразвуковых колебаний, и последовательно соединенные приемник ультразвуковых колебаний, блок приема, преобразователь и индикатор, отличающийся тем, то, с целью контроля концов изделий, он снабжен блоком развязки, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний вьшолнены в виде одного обратимого электроакустического преобразователя, один вход блока приема через блок развязки соединен с задающим генератором, а другой - с выходом повышаощего трансформатора и электроакустическим преобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 266404, кл. G 01 В 17/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 277265, кл. G 01 В 17/02, 1969,

0 (прототип).