Спосіб безконтактного вимірювання товщини

Изобретение относится к области акустических методов контроля размеров. Целью изобретения является повышение точности измерений. С помощью эталонного канала осуществляют калибровку на рабочей частоте f . Озвучи^ вают изделие с двух сторон и фиксируют суммарную фазу отраженных от его поверхности сигналов. Изменяют рабочую частоту до значения f^, при котором суммарная фаза равна нулю, а о толщине h изделия судят по соотношению h = l-f a - ii/f/i, где 1 - расстояние между преобразователями. 1 ил. жайшего преобразователя - на расстоя- ~ нии, равном половине расстояния меж- | ду преобразователями, перестраиваемый генератор 5 гармонических колебаний, соединенный с преобразователями 1 и 2, частотомер 6, включенный на выходе генератора 5, фазометр 7, входами соединенный с выходами преобразователей 1 и 2, а выходом - с входом преобразователя 8 разности фаз в электрическое напряжение, выход которого соединен с управляющим входом генератора 5 гармонических колебаний, а также линию 9 задержки, включенную в электрическую цепь одного иэ ,. преобразователей, необходимую для выравнивания времен задержки преобразования электрического сигнала в акустический для расположенных по разные стороны от изделия преобразователей 1523916 4 сигнала на входе фазометра 7, созда1 и 2, фазовращателя 10, включенного вая опорный сигнал на выходе другого преобразователя для выравнивания времен преобразования акустического сигнала в электри•* т чес кий. Сущность способа заключается в где S o - чувствительность фазометра следующем, на частоте f * ; В среде, в которой находится изде/ Ф /\U( ~ относительная погрешность гіие, с помощью акустических от ража т е - . л чувствительности и абсолютлей 3 и 4 создается эталонный канал ная погрешность измерения базовой длины 1. В этот канал излуча* фазометра на частоте f^. ют сигнал в прямом направлении (преВ случае изменения параметров среобразователем 1 излучают, преобразоды (давление, температура, состав) вателем 2 принимают). Фаза принятого ^ изменяется скорость распространения сигнала № где С - скорость распространения стических колебаний; ДЧ^ =2 ЇГ f €i~ фаза, определяемая задержкой сигнала в электрическом тракте» равной £> . Излучают в эталонный канал сигнал 25 в обратном направлении (преобразователем 2 излучают, преобразователем 1 принимают). Фаза принятого сигнала = 2 ЗО = 2 7Гf - фаза, определяемая задержкой преобразования акустического сигнала в электрическое колебание, равной $4* Выходной сигнал фазометра 7, равный сумме фаз прямого и обратного сигналов акустических колебаний, pa- , Q вен где + где S - чувствительность фазометра на частоте f; І) ДУ - относительная погрешность чувствительности и абсолютная погрешность измерений фазометра на частоте f. калибрующих колебаний, а следовательно, изменяется сигнал на выходе фазометра, который через преобразователь 8 разности фаз в электрическое напряжение изменяет частоту колебаний f генератора 5 гармонических колебаний в каждом измерительном цикле до значения, при котором фазовый сдвиг приобретает нулевое значение. Значение частоты регистрируется с помощью частотомера 6. Затем зондируют изделие с двух сторон. Фаза сигналов отраженного с одной стороны изделия, расположенного на расстоянии Ц от электроакустического преобразователя 1, равна 21, -h где h - толщина изделия. Фаза отраженного сигнала с другой стороны изделия, расположенного на расстоянии \і от преобразователя 2, равна 21 я -п На выходе фазометра результирующий сигнал, соответствующий суммарной фа45 зе: 50 Изменяют частоту сигнала до полуБалансируют фазы прямого и обратчения первоначального, с нулевым фазоного каналов до получения кулевого вым сдвигом, выходного сигнала фазофазового сдвига изменением электриметра ческой задержки £\ в одном из кана55 лов с помощью линии 9 задержки и подстройкой частоты сигнала до значения £^, которая посредством фазовращателя 10 вызывает изменение фазы 5 • 15239 16 * банин в измерительном канале с противоположных сторон изделия, прием сигналов, отраженных от его поверхности, и определение толщины изделия по сигналам эталонного и измерительного каналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, излучение и прием акустиПри малом измерении частоты можно JQ ческих колебаний в эталонном канале осуществляют в прямом и обратном наісчитать, что S* ^ Sg.jf,*^ правлениях, расстояние, на которое Из равенства сигналов с^о распространяются акустические колеют бания в эталонном канале, устанавли21 2h . вают равным расстоянию 1 между пре21 - 2 1 -тг. — - п 15 образователями измерительного "канала, 2 » f измеряют фазу сигнала9 распространяюоткуда толщина изделия щегося в эталонном канале в одном из направлений путем изменения часто= і h ты до значения fi ,при котором фаза 20 этого сигнала совпадает с фазой сигнаПрименение предлагаемого способа ла, распространягощегося в противопообеспечивает повышение точности измеложном направлении, при излучении в рения толщины изделий» исключает неприеме акустических колебаний в изме" обходимость располагать изделие точно рительном канале регистрируют суммарпосередине между преобразователями. 25 ную фазу отраженных сигналов, изменяют частоту f* акустических колебаФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ний до значения f^,npn котором суммарная фаза равна нулю, а толщину Способ бесконтактного измерения h изделия определяют по формуле где fg - новая частота озвучивания изделия, Гц; у^ЛЧ^г- новая относительная погрешность чувствительности и абсолютная погрешность на частоте f^; S% - чувствительность измерения на частоте f^. -g- - g~), толщины, включающий излучение и прием акустических колебаний в эталонном канале, излучение акустических коле Редактор Н.Бобкова Составитель В.Кольцов Техред М.Дидык h = 1 ' fч fкііг. Корректор' >1.Васильева Заказ 7032/43 Тираж 633 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул# Гагарина,101