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脉冲式超声波测厚仪

脉冲式超声波测厚仪

(一)墓本原理

脉冲式超声波测厚仪用脉冲波,其原理为超声波在工件中的传播时间与工件厚度成正比。当将时问以不同的方式换算出来后,即可得到厚度。

(二)示波管指示

将超声波在工件中的传播时间在荧光屏上直接显示出来。

其结构与A型显示超声波探伤仪相同。此法只适宜测量较厚的工件,且误差较大。对于较薄工件,需用多次底波反射法或在探头上附有声延迟块进行测最。

(三)电流表指示

将超声波在工件中的传播时间,以电流大小的方式显示出来。

同步电路产生触发波,有三路输出。一路使双稳态电路工作,另一路通过延迟电路使发射电路工作,还有一路通过发射波抵消电路使接收电路阻止发射波通过,而只允许底波通过接收电路使双稳态电路停止工作。这样,双稳态电路的工作时间(亦即其输出的矩形波电压宽度)等于超声波在工件中的传播时间与固定的延迟时间之和。同步电路每触发一次,双稳态电路即工作一次。双稳态电路输出矩形波的平均电流值,即可代表工件的厚度。电流表的刻度直接以厚度表示。

(四)数字管指示

将超声波在工件中的传播时间以计数的方式在数字管上显示出来。

同步电路产生触发波,有二路输出。一路触发双稳态电路;另一路触发发射电路,使之产生超声波,射入工件,由底部反射回,经接收电路放大后,触发双稳态电路使之翻转。这样双稳态电路产生的矩形波的宽度,与工件的厚度成正比。

计数脉冲振荡电路,产生一系列计数脉冲,输入到与门电路,但只有当双稳态电路输出的正矩形波输入到与门电路时,计数脉冲方从与门电路中输出。每个计数脉冲所代表的距离(厚度)是一定的,根据与门电路输出的计数脉冲数量,通过计数电路(发射开始时进行计数,接收到底波时停止计数)用数字管显示出来,充接得到厚度的数字。

计数脉冲的频率由工件的性质(声波传播速度)及测厚的精度决定。以钢为例,设钢材的声速为5820米/秒,则每一微秒所代表的距离约3毫米(即超声波在3毫米厚钢板中,往返的时间为1微秒)。如计数脉冲振荡电路,一微秒产生三个计数脉冲(振荡频率为3兆赫),则每一计数脉冲即代表1毫米;如一微秒产生30个计数脉冲(频率为30兆赫),则每一计数脉冲代表0.1毫米(精度为小数点后一位);如一微秒产生300个计数脉冲(频率为300兆赫),则每一计数脉冲代表0.01毫米(精度为小数点后二位)。

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