Измеритель коэффициента затухания акусти-чЕСКиХ ВОлН B лиСТОВОМ МАТЕРиАлЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 G01N33/34 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ

1

Изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля ультразвуковыми методами и может быть использовано при контроле качества листовых материалов в процессе их производства.

Известно устройство для контроля механических свойств бумажного полотна, содержащее электроакустические излучатели и приемники ультразвука, электронные усилители и генератор 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений затухания, обусловленная нестабильностью акустического контакта излучателей и приемников и движуншмся листовым материалом.

Наиболее близким к изобретению по тех; нической cyuiHOCTH, является измеритель коэффициента затухания акустических волн в листовом материале, содержащий излучатель, два приемных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного преобразователя и фильтра, последовательно соединенные блок деления и регистратор, выход которого соединен со вторыми входами фильтров каждого приемного канала 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений коэффициента затухания вследствие флюктуации зазоров между преобразователями приемных каналов и листовым материалом, возникающих в процессе движения листового материала.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен двумя измерительными каналами, каждый из которых состоит из пос ледовательно соединенных приемного преобразователя, усилителя, триггера, интегратора и блока умно кения, и излучающего преобразователя, подключенного ко второму входу триггера, выходы каналов соединены с двумя 15 входами блока деления, и генератором зондирующих импульсов, вход .которого соединен с выходом регистратора, а выход - со вторым входом триггера каждого приемного канала, выход фильтра первого приемного канала соединен со вторым входом

20 блока умножения второго измерительного канала.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель коэффициента затухания акустических волн в листовом материале содержит излучатель 1, первый приемный капал 2, состоящий из последовательно соедипепных приемного преобразователя 3 и фильтра 4, выход которого соединен с выходом первого приемного канала 2; второй приемный канал 5, аналогичный первому; последовательно соединенные блок 6 деления и регистратор 7, выход которого соединен через вход первого приемного канала 2 со вторым входом фильтра 4 и с входом второго приемного канала 5, а также первый измерительный канал 8, состояш,ий из последовательно соединенных приемного нре образователя 9, усилителя 10, триггера 11, интегратора 12 и блока 13 умножения, выход которого через выход первого измерительного канала 8 соединен с одним из входов блока 6 деления, а второй вход блока 13 умножения соединен с выходом первого приемного канала 2, и излучающего преобразователя 14, соединенного со вторым входом триггера 11 и со вторым входом первого измерительного канала 8, второй измерительный канал 15, аналогичный первому, выход которого соединен со вторым входом блока б деления; генератор 16 зондирующих импульсов, вход которого соединен с выходом регистратора 7, а выход - со вторыми входами первого измерительного канала 8 и второго измерительного канала 15, а выход второго приемного канала 5 соединен с первым входом второго измерительного канала 15. Позицией 17 на чертеже обозначен контролируемый материал.

Измерение затухания в движущемся листовом материале основано на вычислении отнощения спектров шумовых акустических сигналов, генерируемых при трении материала 17 об излучатель 1 и принимаемых двумя приемными каналами 2 и 5. Причем первый приемный канал 2 расположен вблизи излучателя 1, а второй приемпый канал 5 смещен относительно первого вперед по ходу листа на расстояние L

Отнощепия спектров вычисляют по формуле:

Дч К Гг.

,. AI А, , А,

. кт,

- коэффициент затухания в

е товом материале;

А,иЛз амплитуды шумовых сигналов в листовом материале под первым приемным каналом 2 и приемпыми канало.м 5 соответвеТственно;

-спектры шумовых сигналов на выходах«первого приемного канала 2 и второго приемного канала 5 соответственно; Е, -зазоры между движущимся лис товым материалом и первым приемным каналом 2;

.-зазор между движущимся листовым материалом 17 и вторым приемным каналом 5; tTju j -задержка прохождения ультразвуком пути излучающий преобразователь - листовой мате риал - приемный преобразова тель в первом измерите.тьном канале 8 и втором 15 соответственно;о -коэффициент затухания щу.мового сигнала в воздухе; Vx -коэффициент масштабирования Устройство работает следующим образом.

Шумовой сигнал А , распространяющийся в листовом материале, находится непосредственно под первым приемным каналом Часть его Aj,, ослабленная в воздухе, проходит через преобразователь 3 и фильтр 4 на выход первого приемного канала 2. По сигналу управления, поступающему из регистратора 7 на вход первого приемного канала, изменяется частота настройки фильтра 4 и лаким образом на выходе первого приемного канала 2 формируется спектр сигнала Аа..

Первый измерительный канал 8 измеряет текущее значение зазора в путем определения задержки прохождения ультразвуком пути излучающий преобразователь 14 - листовой .материал 17 - прие.мный преобразователь 9. Для этого генератор 16 зондирующих импульсов через вход измерительного канала 8 возбуждает излучаюп;ий преобразователь 14 и записывает «I в триггер 11 первого измерительного канала 8. Задержанный в зазоре ультразвуковой сигнал после приема преобразователем 9 и усиления в усилителе 10 подается на вход триггера 11 и записывает в последнем «О. Прямоугольный и.мпульс длительностью С;., с выхода триггера 11 посредством интегратора 12 преобразуется в постоянный уровень, пропорциональный величине зазора С-,. и подается на первый вход блока 13 ум-:жения. На его второй вход подается с HI.IX,: да первого приемного канала 2 спектр с,и на ла А). В результате умножения в блоке 13 формируется сигнал, соответствующий произведению ,. который далее через выход первого измерительного канала 10 подводится к одному из входов блока 6 деления. На второй вход блока 6 подается сигнал, соответствующий произведению , ко торый формируется во второ.м измерительном канале аналогичным образом.

Перестройка второго приемного канала 5 производится регистратором 7 синхронно с первым каналом 2. Возбуждение второго измерительного канала 15 происходит от генератора 16 зондирующих импульсов. Выходной сигнал блока 6 деления, соответствующий снектру коэффициента затухания, подается на вход регистратора 7, в котором отображается в виде графика. В регистраторе может быть выполнено функциональное преобразование и масштабирование с целью представления спектра в логарифмическом масштабе. Таким образом, использование в устройстве двух измерительных каналов, обеспечиваюш.их измерение текуш,их значений зазоров, существенным образом повышает точность измерения коэффициента затухания акустических волн в движушемся листовом материале. Формула изобретения Измеритель коэффициента затухания акустических волн в листовом материале, содержащий излучатель, два приемных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного преобразователя и фильтра, последовательно соединен ные блок деления и регистратор, выход которого соединен со вторыми входами фильтров каждого приемного канала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере НИИ, он снабжен двумя измерительными каналами, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемного преобразователя, усилителя, триггера, интегратора и блока умножения, излучающего преобразователя, подключенного ко второму входу триггера, выходы каналов соединены с двумя входами блока деления, генератором зондирующих импульсов, вход которого соединен с выходом регистратора, а выход - со вторым входом триггера каждого приемного канала, выход фильтра первого приемного канала соединен со вторым входом блока умножения первого измерительного канала, а выход фильтра второго приемного канала - со вторым входом блока умножения второго измерительного канала. Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 323738, кл. G 01 N 33/34, 12.06.70. 2.Авторское свидетельство СССР № 547689, кл. G 01 N 29/00, 13.11.1975 (прототип).