SU1493867A2

SU1493867A2 - Ультразвуковой толщиномер

Info

Publication number: SU1493867A2
Application number: SU874350655A
Authority: SU
Inventors: Виталий Александрович Протопопов; Юрий Казимирович Романовский; Елена Викторовна Кожушаная; Юрий Николаевич Жуков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5612
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к области неразрушающего контрол ультразвуковым методом и может быть использовано дл измерени толщины различных сложнопрофилированных изделий в машиностроении, авиастроении и судостроении. Целью изобретени вл етс повышение достоверности контрол , автоматизаци процесса измерени и повышение производительности за счет автоматического фиксировани результата измерений в момент совпадени положени акустической оси приемно-передающего преобразовател с нормалью к поверхности издели в течение одного цикла качани . Использование узла сканировани и схемы формировани сигналов разрешени вывода информации на индикацию и регистратор и управлени углом наклона приемно-передающего преобразовател , состо щей из двух одновибраторов, коммутатора, пикового детектора, усилител посто нного тока, компаратора, двух триггеров, схемы совпадени и блока управлени , позвол ет дл крупногабаритных сложнопрофилированных изделий регистрировать в каждой точке измерений только одно значение толщины, которое вл етс наиболее достоверным, т.к. получено при нормальном вводе ультразвуковых колебаний в изделие. 2 ил.

Description

учакщий yjii, i-разБу ко ые импульсы чеен иммерсионную жидкость 4 в контолируемое изделие 5 и принимающий траженш.1е сигналы, и усилитель 6, г ервый компаратор 7 отраженного эхо- мпульса и его стробировани , состо щую из первого одновибратора

8,вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, первого триггера IQ

9,второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора 8, и первой схем, 10 совпадени , первый вход которой соединен.с первым вхоом первого триггера 9 и выходом ком- 15 тара гор а 7, второй вход - с выходом первого триггера 9, второй компаратор 11 второго отраженного.импульса анллог ичную схему стробировани , состо щую из второго одновибратора 20 12, вход которого подключен к выхоу cxeNbi 10 совпадени , второго триггера 13 и второй схеьы 14 сов- паднни , третий компаратор 15 третьего отраженного импульса и аналогии- 25 иую схему его стробировани , состо щую из третьего одновибратора 16, вход которого подключен к выходу второй cxeNbi 14 совпадени , третьего триггера 17 и третьей cxeNfci 18 совпа- зо дени , последовательно соединенные генератор 19 импульсов заполнени , интерпол ционный измеритель 20 вре- Менн1 1х интервалов (ИИВИ) , второй вход которого подютючен к выходу второй „ cxeNW 14 совпадени , третий вход - к выходу третьей схем 18 совпадени , четвертый вход - к входам Установка О первого, второго и третьего триггеров 9, 13 и 17 соответственно и в ы- 40 ходу синхронизатора 1, и цифровой индикатор 21, псследовательно соединенные четвертый одновибратор 22, вход которого подключен к выходу второго одновиОратора 12, коммутатор 23,45

пиювой детектор 24, усилитель 25 П(;сто нного тока, четвер тый компгра- тор 26, четвертый триггер 27, четвертую схему 28 совпадени и п тый одно- вибратор 29, последовательно соеди- gg ненные блок 30 .управлени , п тый трип ер 31 и учел 32 сканировани , механически св занньп с приемно-пе- редающим преобразователем 3, и регистр ,ггор 3. , вход которого ПОДКЛЮ- gg чек к 1ЫХ(1ду ИИВИ 20, второй вход | комму т пч)) а 23 подключен к выходу усплип л 6, В1( вход пикового де- ги;; 1ч)р.ч 2Д попк.:почен к в 1 орому выходу блока 30 управлени , второй вход четвертого компаратора 26 подключен к 1зыходу коммутатора 23, вход Установка О четвертого триггера 27 подключен к выходу синхронизатора 1, второй вход четвертой 28 совпадени подключен к выходу п того три1- гера 31 , третий вход - к второму выходу ИИВИ 20, выход - к вторым входа рг.гистратора 33 и цифрового индикатора 21, выход п того одновибратора 29 подключен к входу Установка 1 п того триггера 31.

Позици ми а-п (фиг. 2) обозначены вы ходь сигналов с блоков ультразвукового толщиномера.

УлЬ тразвуковой толщиномер работает следующим образом.

Синхронизатор 1 (б) запускает генератор 2 зон/ц1рующих импульсов и одновибратор 8 устанавливает триггеры 9, 13 17 и 27 в нулевое состо ние, а ИИВИ 20 - в исходное состо ние. Генератор 2 зондирующих импульсов возбуждает тгьезообразователь 3. Ультразвуковой импульс, излучаемый преобразователем 3, вводо{тс через слой иммерсионной жидкости 4 в измер емое изделие 5 и, распростр н сь нем, претерпевает многократш е отражени от поверхностей. Ультразвуковые (УЗ) колебани , возникающие при этом, принимаютс пьезообразователем 3 и преобразуютс им в электрические сигналы (в), которые поступают на усилитель 6, Усиленные сигналы поступают на компараторы 7, И и 15, каждый из которых имееет свое опорное напр жение UQ .

Выделение импульсов СТАРТ и СТОП производитс следующим образом,

Одновибратор 8 задним фронтом выходного импульса, длительность которого выбираетс больше длительности переходных процессов в пьезопреобра- зователе 3, возникающих под воздействием зондирующего импульса, переводит триггер 9 в единичное состо ние , разреша прохождение импульсов от компаратора 7 через схему 10 совпадени . При этом первый импульс, отраженный от внешней поверхности издели 5, сравниваетс с L oni i которое выбираетс равным половине амплитуды первого отраженного импульса.На выходе компаратора 7 по вл етс импульс (г), который проходит через схему 1 О совпадени . Задним фронтом этого импульса триггер 9 возвращаетс в исходное состо ние, запреща прохождение импульсов через схему 10, Единственный импульс (г), прошедший через схему 10, соответствующий первому отраженному эхоимпульсу, запускает одновиб- ратор 12, длительность выходного импульса которого выбираетс несколько меньшей времени, соответствуЕоще- го минимальной измер емой толщине. По заднему фронту этого импульса триггер 13 переводитс в единичное состо ние, разреша прохождение им10

овально исходному, и подаютс на вход пикового детектора 24, Величин его выходного сигнала (и) в процесс изменени угла наклона преобразовател 3 относительно нормгли к повер ности издели сложного профил в дискретной точке замера растет до максимального значени амплитуды вторых эхоимпульсов (з) и заполните л . Сигнал (и) с выхода пикового д тектора 24 через усилитель 25 посто нного тока подаетс на вход компаратора 26, на второй вход которого

пульсов от компаратора 11 через схему g подаютс вторые эхоимпульсы (з) с 14 совпадени , дл компаратора 1 1 выбирс1етс равным половине амплитуды второго отраженного от внутренней поверхности издели 5 импульса. Импульс (д) от компаратора 11, соответствующий второму отраженному, проходит через схему 14 совпадени и, кроме того, своим задним фронтом возвращаетс триггер 13 в исходное состо ние, запрещающее прохождение импульсов через схему совпадени , Импульс (д), прошедший через схему 14 совпадени , вл етс импульсом СТАРТ дл ИИВИ 20, Этот же импульс запускает схему стрОбировани и выделени импульса СТОП (е), котора состоит из компаратора 15, одновиб- ратора 16, триггера 17, cxeNbi 18 совпадени и работает аналогично предыдущим . Опорное напр жение UopjA компаратора 15 устанавливаетс равным половине амплитуды третьего эхо- импульса. Импульсы СТАРТ и СТОП, временной интервал между которыми соответствует измер емой толщине, поступают на ИИВИ 20, куда поступает также частота заполнени с выхода генератора 19 импульсов заполнени . Измеренное значейие толщины выводитвыхода коммутатора 23,

При превьппении амплитуды вторых эхоимпульсов (з) над сигналом с вы хода пикового детектора 24 на выход

20 компаратора 26 формируютс импульсы (к), по которым инверсный выход триггера 27 устанавливаетс в нулевое состо ние и запрещает прохождение импульсов (м) конца одного изме

25 рени с ИИВИ 20 через схему 28 совп дени . Когда амплитуда вторых эхоим пульсов (з) начнет уменьшатьс и станет ниже сигнала с вь хода пиково го детектора 24, то на выходе компа

30 ратора прохождение импульсов (к) пр кратитс . Триггер 27 остаетс в пер воначальном состо 1ши (л), которое установлено (б) с выхода синхронизатора I, и совместно с налом с выхода триггера 31 разрешае прохождение импульсов (м) конца одного измерени через схему 28 совпадени , на выходе которой формируетс сигнал (н) Разрешение, Этот сигнал

40 поступает на вторые входы цифрового индикатора 21 и регистратора 33 и формирует команду на вывод-информации . Кроме того, задержанный одно- вибратором 29 сигнал (о)

овально исходному, и подаютс на вход пикового детектора 24, Величина его выходного сигнала (и) в процессе изменени угла наклона преобразовател 3 относительно нормгли к поверхности издели сложного профил в дискретной точке замера растет до максимального значени амплитуды вторых эхоимпульсов (з) и заполнител . Сигнал (и) с выхода пикового детектора 24 через усилитель 25 посто нного тока подаетс на вход компаратора 26, на второй вход которого

подаютс вторые эхоимпульсы (з) с

выхода коммутатора 23,

При превьппении амплитуды вторых эхоимпульсов (з) над сигналом с выхода пикового детектора 24 на выходе

компаратора 26 формируютс импульсы (к), по которым инверсный выход триггера 27 устанавливаетс в нулевое состо ние и запрещает прохождение импульсов (м) конца одного изме-.

рени с ИИВИ 20 через схему 28 совпадени . Когда амплитуда вторых эхоимпульсов (з) начнет уменьшатьс и станет ниже сигнала с вь хода пикового детектора 24, то на выходе компаратора прохождение импульсов (к) прекратитс . Триггер 27 остаетс в первоначальном состо 1ши (л), которое установлено (б) с выхода синхронизатора I, и совместно с сигналом с выхода триггера 31 разрешает прохождение импульсов (м) конца одного измерени через схему 28 совпадени , на выходе которой формируетс сигнал (н) Разрешение, Этот сигнал

поступает на вторые входы цифрового индикатора 21 и регистратора 33 и формирует команду на вывод-информации . Кроме того, задержанный одно- вибратором 29 сигнал (о)

50

с на цифровой индикатор 21 и регис- g ние сбрасывает триггер 31, который тратор 33 по сигналу Разрешение,запрещает дальнейшее прохождение

который формируетс следующим образом, сигналов (н) с выхода схеьла 28 совСигнал с выхода одновибре/гора 12 поступает на вход одновибратора 22, который формирует импульс (ж) длительностью , соответствующей диапазону измерени толщины контролируемого издели . Импульс (ж) поступает на первый вход аналогового коммутатора 23, На второй его вход подаютс отраженные сигналы с усилител 6, С выхода коммутатора 23 снимаютс вы- , деленные вторые эхоимпульсы (з), амплитудное значение когорых пропорци55

падени и падает управл ющий сигнал на узел 32 сканировани дл перевода преобразовател 3 в следующую , точку измерени .

Блок 30 управлени , в состав которого входит генератор частоты с периодом колебаний, соответствующим длительности полного цикла качани угла наклона преобразовател 3 в одной контролируемой точке, и одновиб- ратор, формирующий узкие импульсы (а) по переднему фронту колебаний генера

Блок 30 управлени , в состав которого входит генератор частоты с периодом колебаний, соответствующим лительности полного цикла качани угла наклона преобразовател 3 в одной контролируемой точке, и одновиб- ратор, формирующий узкие импульсы (а) по переднему фронту колебаний генератора частоты, осуществл ет подготов к следующему циклу измерени путем сброса пикового детектора 24 и установки триггера 31 в единичное состо ние (п) после окончани прудадуще го цикла замера толщины и перевода преобразовател 3 к следующей контролируемой точке. Наклон преобразовател 3 осуществл етс в пределах сектора максимально возможных отклонений профил детали и определ етс в основном особенност ми технологического процесса формообразовани по толщине, например дл раскатки

f 1 S - 1 ,J

Таким образом, толгциномер позво- л ет при измерении толщины -сложнопр илированного издели автоматически регистровать в каждой точке контрол одно значение толщины, которое вл етс наиболее достоверным, так как получено при нормальном вводе ультразвуковых колебаний в изделие.

Фор м у ла изобретени

Ультразвуковой толщиномер по авт, ев, № 1249329, отличающийс тем, что, с целью повыще- ни достоверности контрол , автоматизации процесса измерени и повышени производительности, он снабжен

последовательно .соединенными четвертым одновибратором, коммутатором, пиковым детектором, усилителем посто нного тока, четвертым компаратором, четвертым триггером, четвертой схемой совпадени и п тым одновибратором , последовательно соединенным блоком управлени , п тым триггером и узлом сканировани , механически

св занным с приемно-передагадим преобразователем , и регистратором, вход которого подключен к выходу интерпол ционного измерител временных интевалов, вход четвертого одновиб- ратора подключен к выходу второго одновибратора, второй вход коммутатора подключен к выходу усилител , второй вход пикового детектора под- ключен к второму выхбду блока управлени , второй вход четвертого ком паратора подключен к выходу коммутатора , четвертого триггера подключен к выходу синхронизатора, второй вход четвертой cxeMii совпадени подключен к выходу п того триггера , третий вход - к второму выходу интепол ционного измерител временных интервалов, выход - к вторым входам регистратора и цифрового индикатора , а выход п того одновибратора подключен к S-входу п того триггера .

а S

ж 5 у

л

м

н о

п

Claims

Фор му ла изобретения

Ультразвуковой толщиномер по авт. св, № 1249329, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, автоматизации процесса измерения и повышения производительности, он снабжен последовательно .соединенными четвертым одновибратором, коммутатором, пиковым детектором, усилителем постоянного тока, четвертым компаратором, четвертым триггером, четвертой схемой совпадения и пятым одновибратором, последовательно соединенным блоком управления, пятым триггером 1Q и узлом сканирования, механически связанным с приемно-передающим преобразователем, и регистратором, вход которого подключен к выходу интерполяционного измерителя временных 15 интевалов, вход четвертого одновибратора подключен к выходу второго одновибратора, второй вход коммутатора подключен к выходу усилителя, второй вход пикового детектора под20 ключей к второму выхдду блока управления, второй вход четвертого компаратора подключен к выходу коммутатора, R-вход четвертого триггера подключен к выходу синхронизатора, 25 второй вход четвертой схема совпадения подключен к выходу пятого триггера, третий вход - к второму выходу интеполяционного измерителя временных интервалов, выход - к вторым 30 входам регистратора и цифрового индикатора, а выход пятого одновибратора подключен к S-входу пятого триггера.

. <Ри.г. 1

149386 7

Состав»гель В.Белозеров