SU1732151A1

SU1732151A1 - Способ измерени толщины сло в многослойной системе

Info

Publication number: SU1732151A1
Application number: SU894631949A
Authority: SU
Inventors: Игорь Алексеевич Муляр
Original assignee: Донской сельскохозяйственный институт
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1989-01-04
Publication date: 1992-05-07

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ В МНОГОСЛОЙНОЙ СИСТЕМЕ

Изобретение может быть использовано при определении толщины сло с помощью ультразвуковых (УЗ) волн, в частности при измерении толщины слоев жировой и мышечной ткани сельскохоз йственных животных. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет определени толщины сло в многослойной системе. Совмещенный и два приемных преобразовател размещают на поверхности издели , измен ют угол ввода УЗ с угловой скоростью СО, измер ют промежутки времени Л. Т между моментами приема на первом и втором приемных преобразовател х сигнала, отраженного от границ раздела слоев, предшествующих (в направлении излучени УЗ) определ емому, вычисл ют скорость УЗ и толщину исследуемого сло с использованием значений СО, Л Т и рассто ний -между преобразовател ми . 1 ил.

Description

Изобретение о тноситс к измерительной технике и может быть использовано при определении толщины сло с помощью ультразвуковых (УЗ) волн, в частности при измерении толщины слоев жировой и мышечной ткани сельскохоз йственных животных.

Известен способ измерени толщины сло , который состоит в том, что на одной из поверхностей сло размещают совмещенный ультразвуковой преобразователь , излучают нормально к границам сло ультразвуковые импульсы, принимают эхо-импульсы, отраженные от второй границы сло , измер ют врем t пр мого и обратного распространени ультразвука в слое, предварительно на эталонных образцах измер ют скорость ультразвука с в веществе исследуемого сло , толщину сло вычисл ют по соотношению 1 - c-t/2 i.

Способ имеет существенный недостаток , который состоит в том, что его невозможно применить, когда отсутствуют сведени о веществе сло и, следовательно, нельз определить предварительно скорость ультразвука.

Известен также способ измерени толщины сло , заключающийс в том, что излучают и принимают совмещенным ультразвуковым преобразователем

J

ОС ГС

ел

J 1

отраженные нормально от границ сло ультразвуковые импульсы, измер ют врем распространени последних, на поверхности ввода ультразвука устанавливают друг за другом на одной оси с совмещенным преобразователем первый и второй приемные ультразвуковые преобразователи, измен ют угол ввода излучаемого ультразвукового сигнала с заданной угловой скоростью , измер ют промежуток времени между моментами приема ультразвукового сигнала первым и вторым приемными преобразовател ми, по которому с учетом времени распространени ультразвука при нормальном вводе, угловой скорости и рассто ний между преобразовател ми определ ют искомый параметр. Способ позвол ет одновременно с толщиной сло определить скорость ультразвука в нем pQ.

Однако известный способ невозможно применить дл исследовани сло в многослойной системе, если он отде лен от поверхности, на которой размещены ультразвуковые преобразователи , другими сло ми.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет определени толщины произвольного сло в многослойной системе

На чертеже изображены совмещенный (S), два приемных преобразовател

321514

(РЛ и Рг), размещенные на одной поверхности трехслойной системы, и ход УЗ луча.

j Способ осуществл етс следующим образом.

На доступной поверхности многослойной системы располагают на одной оси совмещенный S и два приемных

to

30

Р и Р/г. преобразовател .

Сначала совмещенный преобразователь S устанавливают таким образом, чтобы излучение УЗ волн происходило по нормам к границам слоев, возбуж15 дают его короткими электрическими сигналами и производ т измерение времени t о пр мого и обратного распространени УЗ импульсов в каждом из слоев, предшествующих (в направле20 нии излучени ) исследуемому слою, а также в исследуемом слое.

Затем на совмещенный преобразователь подают непрерывные электрические колебани , измен ют угол ввода

25 уз с известной угловой скоростью СО так, чтобы УЗ сигнал, отраженный от границ слоев, попадал сначала на первый, а затем на второй приемный преобразователь, и измер ют промежутки времени й.Тп и

АТ4 .

Использу результаты измерений, решают относительно 1п и сп следую щую систему уравнений1.

tgWtJ, D/(21),

- 2 .JlJ + , ,

tgat1(l B/(2i,),

t n. 2-Ч1 + Ва/4/с„

UT ,i+. + o,

(0

21, /c0

tgCOt, « (D/2 -(2EX- tg(arcsin(Јi. sinGJ t- )))) /1.,

JUj°

Jl +(D/2 - Sl-tgUrcsin. sin(01-,)))) t- - 2 (--Asfc1 Јdi.

51732151

j 1--д 1 + tg(arcsin - sinW-t; ,)) .«vr-- с.).

f у«... «.... .w

2с;

i«2.

Г

tgWti2 - (в/2 -((arcsin(Јi.sinCQ tj4 ))))/,,

JlJ -Vl;.tg(arcsin. sin63tL)))2

«. О / - i--Јi«. -- 4C4l 2 (

Xi V 1 +5gZ(arcsin(|i. sinGOt ))

c ,

);

I

P&Ti (tj4 tj2) +

tje- 2lj/cj;

tg6)ti, - (D/2-(2l; tg(arcsin( . sinOtJ, ))))

J 1 + (D/2 . tg(arcsin(Si sinQ t )))2 t в 2- f--- 5EST- Јj.+

.

П

и 1J.-J 1 + tg4(arcsin(. siti CO tn f))

-- - - ) j

t ni (B/2-(2l;tg(arcsin(i sinWt ))))

fez .- -

Jl +(B/2 -T)l;tg(arcsi7i(Јi-sinCOt )))2

1

9.С C --4.

2 (--+

n 1; J 1 + tg2(arcsin(-i ))X

JCl 4ч . ,

, ;

i

cnz+ fc« -

tno 21n/cn,

где D и В - рассто ние между совме-чтобы, отразившись от

щенным и первым Р4 и . дальней (в направлении вторым Р2 приемными пре-излучени ) границы сло

образовател ми соответ-с номером j, попасть

ственно на приемный преобразоt - - врем поворота УЗ лучаватель Р(,

1 от начального направле- под начальным направлением УЗ луни до того момента, ча, когда t-, 0, и tjz - 0, под- когда он направлен так, . разумеваетс направление по нормали

1732151

к границам слоев многослойной смете-

мы;

.врем распространени УЗ сигнала, излученного совмещенным преобразо м

t - V

вателем в момент t ,от источника ло преобразовател

врем поворота УЗ луча от начального направлени до того момента, когда он направлен так, чтобы, отразившись от дальней в направлении излучени границы сло с номером j, попасть { на приемный преобрази- ч ватель

врем распространени УЗ сигнала, излученного совмещенным Преобразователем в момент tju, от источника до преобразовател Ра{

врем распространени УЗ импульса в слое с номером j при нормальном вводе У3$

толщина сло с номером j , скорость УЗ в слое с номером j{

промежуток времени между моментами приема сигнала , отраженного от дальней в направлении получени границы сло с номером j, на первом Р и втором Рг приемных прёобра эовател х;

jo

ч С Ъ 8

5

0

п - номер исследуемого

Claims

сло . Формула изобретени

Способ измерени толщины сло в многослойной системе, заключающийс в том, что излучают и принимают совмещенным ультразвуковым преобразователем отраженные нормально от . границы раздела ультразвуковые импульсы , измер ют врем распространени последних, на поверхности ввода ультразвука устанавливают друг за другом на одной оси с совмещенным преобразователем первый и второй приемные ультразвуковые преобразователи , измен ют угол ввода излучаемого ультразвукового импульса с заданной угловой скоростью, измер ют промежуток времени между моментами при- . ема ультразвуковых импульсов первым и вторым приемными преобразовател - ми, по которому с учетом времени распространени ультразвука при

5 нормальном вводе, угловой скорости и рассто ний между преобразовател ми определ ют искомый параметр, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет определени толщины сло в многослойной системе, дополнительно измер ют врем пр мого и обратного распространени импульса в каждом из слоев, предшествующих исследуемому в направлении из5 лучени , а также промежутки времени между моментами приема импульсов от дальней границы каждого сло , предшествующего исследуемому, на первом и втором приемных преобразовател х.

0

ч