Устройство для контроля толщины Советский патент 1981 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться для неразрушающего контроля изделий многослойных композиционных материалов на основе стеклопластиков. Известно устройство для контроля , толщины, содержащее последовательно соединенные первый сверхвысокочастот- ный генератор, первый направленный ответвитель, первый фазоизмерительный блок, блок обработки информации и индикатор толщины, первый циркулятор, соединенный с первой приемно-передающей антенной, вторую приемно-передающую антенну, второй направленный ответвитель, соединенный со вторым циркулятором, детектор . Однако известное устройство имеет недостаточную точность контроля, Цель изобретения - повьшение точгности контроля.. . Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля толщийы,содержащее последовательно соединенные первый сверхвысокочастотный генератор, первый направленный ответвитель, первый фазоизмерительный блок, блок обработки информации и индикатор толщины, первый циркулятор, соединенный с первой приемо-передающей антенной, вторую приемо-передающую антенну, второй направленный ответвитель, соединенный со вторым циркулятором, детектор, введены последовательно соединенные нуль-индикатор, генератор линейно-изменяющегося напряжения и второй сверхвысокочастотный генератор,, волноводный коммутатор, вторЪй фазоизмерительный блок, индикатор оптический толщины, при этом другое плечо первого направленного ответвителя соединено через .другое плечо первого циркулятора с другим входом первого фазоизмерительного блока, выход второй приемо-передающей антенны подключен через последовательно соединенные волноводный коммутатор и детектор ко входу нуль-индикатора. другой выход которого подключен к другому входу волноводного коммутато ра, другой выход которого через другое плечо второго циркулятора, соеди ненного со вторым фазоизмерительнь1м блоком, подключен к другому входу блока обработки информации, причем к другому плечу второго направленного ответвителя подключен другой вход вто рого фазоизмерительного блока, а другой выход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен со входом первого сверхвысокочас- отного генерат тора и индикатором оптической толщиНа чертеже изображена структурная) электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство для контроля толщины содержит первый сверхвысокочастотный генератор 1, первый направленный ответвитель 2, первый фазоизмерительный блок 3, блок 4 обработки информации, индикатор 5 толщины, первый циркулятор 6, первую приемо-передающую антенну 7, вторую приемо-передающую антенну 8, второй направленный ответвитель 9, второй циркулятор 10, де тектор 11, нуль-индикатор 12,генератор 13 линейно изменяющегося напряжеиЩг второй сверхвысокочастотный генератор 14, волноводньй коммутатор 15, второй фазоизмерительньй блок 16 индикатор 17 оптической толщины. Устройство для контроля толщины работает следующим образом. Электромагнитное излучение, возбуждаемое первым сверхвысокочастотным генератором 1, перестраиваемым по час тоте с помощью генератора 13, поступает через первый направленный ответвитель 2 и первый циркулятор 6 на пер вую приемо-передающую антенну 7 и излучается в сторону объекта 18 контроля. Часть мощности электромагнитной волны, прошедшей через объект 18, при нимается второй приемо-п ере дающей антенной 8 и поступает на детектор 11, служащий для преобразования энергии электромагнитного СВЧ излучения-в сигнал постоянного тока, который подается на нуль-инд икатор 12 для регистрации минимума прошедшего сигнала через объект 18. Таким образом, происходит выбор режима измерения геометрической толщины объекта 18 контроля. В момент нахождения минимума нуль-индикатор 12 формирует команду фиксации частоты, то есть подается команда на генератор 13 для прекращения перестройки частоты. Далее с помощью первой приемо-передающей антенны. 7 принимается СВЧ сигнал, от-, раженный от верхней обшивки объекта 18 контроля и через первый циркулятор 6 поступает на фазоизмерительный блок 3 для регистрации модуля фазы отраженного сигнала, что соответствует измерению расстояния между верхней обшивкой объекта 18 контроля и первой приемо-передающей антенной 7. Опорный сигнал на первый фазоизмерительный блок 6 подается с помощью первого направленного ответвителя 2. С первого фазоизмерительного блока 3 сигнал подается на блок 4,где формируется сигнал, несущий информацию о геометрической толщине -объекта 18 контроля, регистрируемый индикатором 5 толщины. При этом с помощью индикатора 17 происходит регистрация и индикация оптической толщины объектна 18 контроля. После этого цикла с помощью нуль-индикатора 12 и генератора 13 формируется команда, прекращая работу первого сверхвысокочастотного генератора 1 и подается команда на включе1ше второго сверхвысокочастотного генератора 14. Таким образом, сверхвысокоЧастбтный генератор 14 выходит на режим работы по частоте, соответствующей выбранному частотному режиму в предьщущем цикле, который характеризуется наименьшими переотражениями, возникающими вследствие сложной структуры объекта 18 контроля. При этом с помощью нуль-индикатора 12 . происходит переключение волноводного коммутатора 15 таким образом. Что антенный вход соединяется с каналом второго циркулятора 10. Электромагнитное излучение, возбуждаемое вторым сверхвысокочастотным генератором 14, пройдя через второй направленный ответвитель 9, второй циркулятор 10 и волнот водный коммутатор 15 излучается второй приемо-передающей антенной 8 и, последовательно пройдя через волноводный коммутатор 15 и второй циркулятор 10, поступает на второй фазо- измерительный блок 16 для измерения модуля фазы отраженного сигнала от нижней обшивки объекта 18 контроля, что соотвей-ствует измерению расстояиия между нижней обшивкой объекта 18 контроля и второй приемо-передающей антенной 8. Таким образом, сигнал, несущий информацию о расстоянии между нижней обшивкой объекта I8 контроля и второй приемо-передающей антенной 8 подается на блок 4, где он суммируется с информативным сигналом о рассто янии между верхней обшивкой объекта 18 контроля и первой приемо-передающей антенной 7 и эта сумма вьгаитается из константы, характеризующей расстояние между первой и второй приемо-передающими антеннами 7 и 8. Разность дает геометрическую толщину объекта 18 контроля, которая регистри руется индикатором 5. Предлагаемое устройство для контроля толщины позволяет с высокой точностью контролировать геометрическую толщину как изделий простой, так и сложной структуры, причем не требует ручной настройки при контроле изделий широкой номенклатуры, что повышает производительность контроля, улучшает эксплуатационные характеристики устройства и повышает технико-экономическую эффективность его применения. Формула изобретения Устройство для контроля толщиныj содержащее последовательно соединенны первый сверхвысокочастотный генератор первый направленный ответвитель, первый фазоизмерительный блок, блок обработки информации и индикатор толщины, первый циркулятор, соединенный с первой приемо-передающей антенной, вторую приемо-передающую антенну, вто рой направленный ответвитель, соединенный со вторым циркулятором, детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены последовательно соединенные нуль-индикатор, генератор линейно-изменяющегося напряжения и второй сверхвысокочастотный генератор, волноводный коммутатор, второй фазоизмерительный блок, индикатор оптической толщины, при этом другое плечо первого направленного ответвителя соединено через другое плечо первого циркулятора с другим входом первого . фазоизмерительного блока, выход второй приемо-передающей антенны подключен через последовательно соединенные волноввдный коммутатор и детектор ко входу нуль-индикатора, другой выход которого подключен к другому входу волноводного коммутатора, другой выход которого через другое плечо второго циркулятора, соединенного со вторым фазоизмёрительным блоком, подключен к другому входу блока обработки информации, причем к другому плечу второго направленного ответвителя подключен другой вход второго фазоизмерительного блока, а другой выход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен со входом первого сверхвысокочастотного .генератора и индикатором оптической толщины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 321160, кл. G 01 В 15/02, 1970 (прототип).