Ультразвуковий товщиномір

Ультразвуковий товщиномір, який містить послідовно з'єднаний синхронізатор, генератор зондуючих імпульсів, випромінювальну частину роздільно-суміщеного ультразвукового перетворювача, приймальну частину роздільно-суміщеного ультразвукового перетворювача, підсилювач, цифровий індикатор, детектор, формувач часових інтервалів, формувач імпульсів, логічний елемент І, який відрізняється тим, що додатково введено блок підстроювання частоти, блок порівняння частоти, мікропроцесор, блок п'єзоелектричних перетворювачів, тригер, лічильник, при цьому перший вихід блока підстроювання частоти з'єднаний з C2 2 (19) 1 3 90052 4 Качанов, И.В. Соколов, А.Ю. Зорин, В.В. Рябов, ність пропущення контрольованих дефектів при Л.В. Мякинькова. Авт. свид. СССР №1499116 Кл. вимірюванні товщини, що в свою чергу зменшує G01В17/02 Бюл. №29 от 07.08.89). достовірність результатів. Вказаний товщиномір відрізняється тим, що В основу винаходу покладено задачу підвимає низьку точність вимірювання, а також низьку щення точності і чутливості вимірювання товщини чутливість. Це пов'язано з тим, що досліджувані матеріалу шляхом постійного контролю частоти як матеріали мають різний акустичний імпеданс, а генеруючого так і приймаючого ультразвукового отже луносигнали в вигляді коротких радіоімпульперетворювача і підстроювання генератора збусів після багатократних відбиттів будуть мати на дження на номінальну частоту, а також безперерчасовій осі не однаково спадаючу амплітуду і при вного контролю товщини з можливістю визначення їх обробці вказаним пристроєм буде виникати покоординати переміщення ультразвукового перетхибка. ворювача, що підвищить продуктивність контролю Відомий також пристрій для вимірювання тові достовірність результатів. щини матеріалів, найбільш близький до винаходу Поставлена задача вирішується наступним за сукупністю ознак, який містить послідовно з'єдчином. У відомий ультразвуковий товщиномір, наний синхронізатор, генератор зондуючих імпуякий містить загальні з прототипом ознаки такі, як льсів, роздільно-суміщений ультразвуковий перетпослідовно з'єднаний синхронізатор, генератор ворювач, підсилювач і пороговий пристрій, зондуючих імпульсів, випромінювальна частина послідовно з'єднаний формувач часових інтервароздільно-суміщеного ультразвукового перетволів, аналого-цифровий перетворювач і цифровий рювача, приймальна частина роздільноіндикатор, генератор імпульсів затримки, вхід якосуміщеного ультразвукового перетворювача, підго з'єднаний з виходом генератора зондуючих імсилювач, цифровий індикатор, детектор, формупульсів, а вихід з входом формувача часових інтевач часових інтервалів, формувач імпульсів, логічрвалів, формувач імпульсів, вхід якого з'єднаний з ний елемент "І", згідно з винаходом додатково виходом порогового пристрою, послідовно з'єднавводиться блок підстроювання частоти, блок поріний підсилювач - обмежувач, детектор, логічний вняння частоти, мікропроцесор, блок п'єзоелектелемент "І", другий вхід якого з'єднаний з виходом ричних перетворювачів, тригер, лічильник, при формувача імпульсів, перший і другий входи форцьому перший вихід блоку підстроювання частоти мувача часових інтервалів з'єднані відповідно з з'єднаний з другим входом генератора зондуючих виходами генератора імпульсів затримки і логічноімпульсів, другий вихід з'єднаний з першим входом го елементу "І", а підсилювач-обмежувач з'єднаний мікропроцесора, а вхід з'єднаний з виходом блоку з виходом підсилювача. (В.Н. Юрин. Авт. свид. порівняння частоти, перший вхід якого з'єднаний з СССР №1193463. Кл. G01В17/02. Бюл. №43 от виходом генератора зондуючих імпульсів, а другий 23.11.85). вхід з'єднаний з виходом підсилювача і паралельВказаний пристрій не забезпечує високу точно з входом формувача імпульсів і з входом детеність вимірювання товщини, через те, що номінактора, вихід якого з'єднаний з входом формувача льна робоча частота ультразвукового перетворючасових інтервалів, вихід якого з'єднаний з другим вача змінюється під дією зміни температури входом схеми "І", перший вхід якої з'єднаний з виоб'єкту контролю і навколишнього середовища, а ходом формувача імпульсів, а вихід з першим також внаслідок старіння матеріалу чутливого входом тригера, другий вхід якого з'єднаний з друелемента ультразвукового перетворювача. Стагим виходом синхронізатора і паралельно з перріння матеріалу чутливого елемента ультразвукошим входом лічильника, перший вихід тригера вого перетворювача приводить до зміни величини з'єднаний з другим входом лічильника, другий вийого п'єзомодулів, внаслідок чого номінальна рохід з'єднаний з другим входом мікропроцесора, боча частота змінюється на певну величину і відтретій вхід якого з'єднаний з виходом лічильника, повідно проходить розбалансування роботи пари четвертий вхід з'єднаний через роз'єм з блоком випромінювальної та приймальної частини ультп'єзоелектричних перетворювачів, а вихід з'єднаразвукового перетворювача. Це приводить до тоний з входом цифрового індикатора, при цьому го, що змінюється довжина хвилі і відповідно відсблок п'єзоелектричних перетворювачів містить тань між фронтами вимірювального часового направляючу з валиком переміщення, роз'єм з інтервалу, який є інформативним параметром токабелем підключення сигналів, посудину для повщини. У випадку не співпадання частоти генераповнення контактної рідини, раму, індуктивний тора зондуючих імпульсів і приймача або її зміни в давач, підшипники, на одному з яких встановлені одного з них зменшується чутливість ультразвукомагнітні пластини, корпус, роздільно-суміщений вого перетворювача, що в кінцевому результаті ультразвуковий перетворювач блоку п'зоелектриприводить до зменшення амплітуди сигналу, тобто чних перетворювачів, а індуктивний давач, преддо зменшення швидкості наростання фронту сигставляє собою індуктивну котушку і магнітопровідналу, що при його обробці приводить до збільшенні пластини розміщені на одному із підшипників, ня похибки контролю. Вимірювання робочої частощо дає можливість визначати координати переміти випромінюючого і приймального щення. ультразвукового перетворювача і підстроювання її На Фіг.1 зображена блок-схема ультразвуководо номінальної підвищить його чутливість і точго товщиноміра, на Фіг.2 - блок п'єзоелектричних ність контролю. перетворювачів, на Фіг.3 - індуктивний давач, на У вказаному пристрою використовується точФіг.4 - часові діаграми роботи ультразвукового ковий метод контролю товщини матеріалів, який товщиноміра. має низьку продуктивність, а також існує ймовір 5 90052 6 Ультразвуковий товщиномір містить послідоввизначати товщину матеріалу і координати перено з'єднаний синхронізатор 1, генератор зондуюміщення блоку п'єзоелектричних перетворювачів, чих імпульсів 3, випромінювальна частина роздіщо підвищить продуктивність контролю і достовірльно-суміщеного ультразвукового перетворювача ність їх результатів. блоку п'єзоелектричних перетворювачів 9, прийУльтразвуковий товщиномір працює наступмальна частина роздільно-суміщеного ультразвуним чином. кового перетворювача 23 блоку п'єзоелектричних При подачі живлення синхронізатор 1 видає перетворювачів 9, підсилювач 10, блок підстроюсигнали прямокутної форми 25, перший імпульс 26 вання частоти 4, перший вихід якого з'єднаний з поступає на генератор зондуючих імпульсів 3, фодругим входом генератора зондуючих імпульсів 3, рмується з певною тривалістю і амплітудою 27 для другий вихід з першим входом мікропроцесора 8, а збудження випромінюючої частини роздільновхід з'єднаний з виходом блоку порівняння частоти суміщеного ультразвукового перетворювача 23 5, перший вхід якого з'єднаний з виходом генераблоку п'єзоелектричних перетворювачів 9 і однотора зондуючих імпульсів 3, а другий вхід з'єдначасно встановлення тригера 13 в одиничне полоний з виходом підсилювача 10 і паралельно з вхоження, що дає початок відліку вимірювального дом формувача імпульсів 11 і з входом детектора часу 33. При цьому початок відліку вимірювально6, вихід якого з'єднаний з входом формувача чаго часу 33 завжди співпадає з переднім фронтом сових інтервалів 7, вихід якого з'єднаний з другим зондуючого імпульсу 27. Ультразвукові коливання входом схеми "І" 12, перший вхід якої з'єднаний з пройшовши через товщину зразка поступають в виходом формувача імпульсів 11, а вихід з первигляді донних імпульсів на приймальну частину шим входом тригера 13, другий вхід якого з'єднароздільно-суміщеного ультразвукового перетвоний з другим виходом синхронізатора 1 і паралерювача 23 блоку п'єзоелектричних перетворювачів льно з першим входом лічильника 14, перший 9 і поступають на підсилювач 10, де підсилюються вихід тригера з'єднаний з другим входом лічильнидо певної величини 28. Підсилені імпульси, які ка 14, другий вихід з’єднаний з другим входом мікмають спадаючу по амплітуді форму, перетворюропроцесора 8, третій вхід якого з'єднаний з вихоються детектором 6 в відеоімпульси до форми 29 і дом лічильника 14, четвертий вхід з'єднаний через поступають на формувач часових інтервалів 7, де роз'єм 15 з блоком п'єзоелектричних перетворюпо передньому фронту детектованого сигналу 29 вачів 9, а вихід з'єднаний з входом цифрового інстворюється затримка на величину одного півперідикатора 2, при цьому блок п'єзоелектричного пеоду луно-сигналу 30, який поступає на схему "І" 12, ретворювача містить направляючу з валиком на другий вхід якої поступають імпульси від форпереміщення 15, роз'єм з кабелем підключення мувача імпульсів, на якому нормуються до певної сигналів 16, посудину для поповнення контактної амплітуди 31. На виході схеми "І" 12 виділяється рідини 17, раму 18, індуктивний давач 19, підшиподин півперіод донного імпульсу 32, який встановники 20, на одному з яких якому встановлені магнілює тригер 13 в вихідне положення і формує задтні пластини 21, корпус 22, роздільно-суміщений ній фронт вимірювального інтервалу 33. Тригер 13 ультразвуковий перетворювач 23 блоку п'єзоелекуправляє лічильником 14 вимірювального інтерватричних перетворювачів 9. лу 33 і мікропроцесором 8, який вираховує товщиІндуктивний давач 19, представляє собою 20 ну матеріалу, а на цифровому індикаторі 2 висвііндуктивну котушку 24 і розділені магнітопровідні чується результат. В випадку не співпадання пластини 21 розміщені на одному із підшипників частоти підсиленого сигналу і частоти генеруючого 20, що дає можливість визначати координати песигналу, які порівнюються на блоку порівняння реміщення. частоти 5 різницевий сигнал поступає на блок підВведення в схему ультразвукового товщиностроювання частоти 4, через який підстроюється міра блоку підстроювання частоти 4 і блоку порівгенератор зондуючих імпульсів 3 до номінальної няння частоти 5 дасть можливість проводити прочастоти. Коли частота відмінна від номінальної, то стійний моніторинг частоти луно-сигналу і в мікропроцесор 8 оцінює її величину і в вигляді повипадку відхилення її від номінальної, підстроюваправки додає до результату контролю. При перети генератор зондуючих імпульсів 3 до номінальміщенні блоку п'єзоелектричних перетворювачів 9 ної шляхом порівняння частоти на виході підсилюсигнал із індуктивного давача 19, коли магнітопровача 10 і генератора зондуючих імпульсів 3, що відні пластини 21 знаходяться співвісно з індуктипідвищить чутливість і точність контролю, тригер вною котушкою 24, поступає на мікропроцесор 8, 13 і лічильник 14 служать для обчислення часових де вичислюється координата його переміщення. інтервалів, а мікропроцесор 8 дасть можливість 7 90052 8 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 90052 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601