Ультразвуковой толщиномер

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при ультразвуковом контроле геометрических размеров изделий. Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет уменьшения частоты зондирующих импульсов без снижения точности. Ультразвуковой толщиномер осуществляет измерение информативного временного интервала с помощью АЦП 11 двойного интегрирования с коррекцией результата на умножающем ЦАП 10, не используя накопление сигналов в серии тактовых импульсов, что позволяет снизить S тактовую частоту генератора 3 зондирующнх импульсов и тем самым уменьшить энергопотребление прибора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 В 17/00

Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОткРытий (21) 3986849/25-28 (22) 11. 12. 85 (46) 28.02.87. Бюл. У 8 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском политехническом институте им. С.М. Кирова (72) Н.Ю. Герасенов и В.П. Ольшанский (53) 620.179.16(088.8) (5e) Королев М.В. Эхо-импульсные толщиномеры. - M. Машиностроение, 1980, с. 110.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1188533, кл. G 01 В 17/00, 1984..(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при ультразвуковом контроле геометрических размеров изделий. Целью изобретения является снижение энергопотребления за счет уменьшения частоты зондирующих импульсов без снижения точности.

Ультразвуковой толщиномер осуществляет измерение информативного временного интервала с помощью АЦП 11 двойного интегрирования с коррекцией результата на умножающем ЦАП 10, не используя накопление сигналов в серии тактовых импульсов, что позволяет снизить тактовую частоту генератора 3 зондирующих импульсов и тем самым уменьшить энергопотребление прибора. 1 ил.

1293488

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при ультразвуковом контроле геометрических размеров из делий. 5

Цель изобретения — снижение энергопотребления за счет уменьшения частоты зондирующих импульсов без снижения точности.

На чертеже представлена принципиальная схема ультразвукового толщиномера.

Ультразвуковой толщиномер содержит последовательно соединенные кварцевый генератор 1, синхронизатор 2, генератор 3 зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь 4, усилитель 5, формирователь 6, второй вход которого связан с выходом синхронизатора 2, и ключ 7, задатчик 8 кода, соединенный с вторым входом ключа 7, и индикатор 9, последовательно соединенные умножающий цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10 и интегрирующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11, включенные между выходом ключа 7 и входом индикатора 9, и источник 12 опорного напряжения, соединенный с ПАП и АЦП

i0 11, выход кварцевого генератора

1 и синхронизатора 2 соединены с входами АЦП 11.

Ультразвуковой толщиномер работает следующим образом.

Каждый интервал .измерения состоит из двух чередующихся циклов. В первом цикле по сигналам, поступающим с первого выхода синхронизатора 2, запускается генератор 3 зондирующих импульсов и устанавливается в состояние "i" формирователь 6. Ультразвуковой преобразбватель 4 при этом возбуждает в исследуемом материале акустические колебания, эхо-сигналы от которых через время, равное

2 d/С, где d — толщина изделия, С— скорость ультразвука, им же принимаются, усиливаются усилителем 5 до амплитуды логических сигналов и сбрасывают формирователь 6 в состоян ие "0".

Логические сигналы информационных интервалов времени поступают на стробирующий вход ключа 7 в виде ш-разрядной ключевой схемы, на выходах которой в течение информационных интервалов присутствует цифровой код, устанавливаемый вручную или автоматически задатчиком 8 кода, 1! 11 и 0 — в остальное время. Амплитуда выходного сигнала умножающего

m-разрядного ЦАП 10 в течение информационных интервалов определяется произведением V N,где Vo — значение опорного напряжения источника 12;

N — десятичный эквивалент кода, поданного на его цифровые входы, т.е.

N=a2 +а2 + ...+а2,где а; — логические значейия разрядных .коэффициентов. За пределами информационных интервалов амплитуда выходного сигнала ЦАП 10 равна "0".

В первом цикле измерения интегрирующий АЦП 11 работает в режиме интегрирования входного сигнала, таким образом величина заряда, накопленного за первый цикл, составит:

2V Ndn/CR, где n — количество информационных интервалов, поступивших за цикл на вход усилителя 5, определяемое .синхронизатором 2; К вЂ” . коэффициент пропорциональности между амплитудой входного сигнала АЦП

11 и током заряда. Во втором цикле измерения синхронизатор 2 прекращает формирование зондирующих импульсов, а АЦП 11 переходит в режим разряда до исхоцного состояния, обычно до нуля, током, равным V R. При этом подсчитывается внутренним счет1 чиком АЦП 11 число периодов тактовых импульсов кварцевого генератора 1, равных 1/f, укладывающихся в цикл разряда. Это число определяется, следовательно, выражением:

0 = . /С, где D — пропорционально толщине исследуемого изделия и может„ корректироваться оператором для подстройки результата измерения по скорости ультразвука с помощью изменения N, значение D фиксируется на выходах

АЦП 11 в виде цифрового кода и индицируется цифровым индикатором 9.

К источнику 12 опорного напряжения не предъявляется высоких требований по его долговременной температурной стабильности, достаточно, чтобы за интервал измерения нестабильность опорного напряжения V находилась в пределах требуемой точности измерения. Синхронизация АЦП 11 осуществляется импульсом начала измерения, поступающим с второго выхода синхронизатора 2, и тактовыми импульсами кварцевого генератора

1293488

Составитель А.Олохтонов

Техред Л.Сердюкова Корректор И.:Эрдейи

Редактор M.Òoâòèí

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 370/4(:Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

В описанной схеме измерение длительности информационного интервала осуществляется с помощью АЦП 11 двойного. интегрирования с коррекцией результатов на умножающем ЦАП 10, что позволяет отказаться от быстродействующих пересчетных устройств и снизить тактовую частоту звукового генератора 3 зондирующих импульсов, не снижая точности измерений, так как не используется накопление сигналов в серии тактовых импульсов.

Это позволяет снизить энергопотребление прибора.

Формула изобретения

Ультразвуковой толщиномер, содержащий последовательно электроакустически соединенные кварцевый генератор, синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, формирователь, второй вход которого связан с выходом синхрони"

5 затора, и ключ, задатчик кода, сое-. диненный с вторым входом ключа, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью понижения энергопотребления, он снабжен последовательно соединенными умножающим цифроаналоговым преобразователем и интегрирующим аналого-цифровым преобразователем, включенными между вы,ходом ключа и входом индикатора, и источником опорного напряжения, соединенным с цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователями, выходы кварцевого генератора и синхронизатора соединены с входами аналогоцифрового преобразователя.