144624. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés munkadarabok vastagságának ultrahanggal való mérésére

2 ' 144.624 azaz az adóimpulzusból és az első visszavert impulzusból a vevőkészülék kimenő körében egyetlen derékszögű impulzust képezünk, amelynek időtartama a két impulzus időbeli távolságával egyenlő. Ennek a derékszögű impulzusnak a területe így közvetlenül arányos a mért fal vastagságával. A derékszögű impulzusok középértékét egy forgótekercses mérőműszerre visszük át, amely időegységekben, illetve hosszegységekben is lehet kalibrálva és ilymódon azon a mért vastagság közvetlenül leolvasható. A találmány egy további lényeges jellemzője, hogy a második és az összes további visszavert impulzusokat elnyomjuk a jelzőkészülékben, minek következtében a különböző anyagok és egyes esetekben egyéb hibák különböző abszorbciójának hatása is ki van zárva. A csatolt rajz a találmány tárgyának egy példaképpeni kiviteli alakját szemlélteti. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés (blokk) kapcsolási vázlata. Ez önmagában véve ismert következő elemekből áll: 1 az adó, 2 az elektroakusztikai átalakító, 3 a vezérelt (impulzus szűrő) erősítő 5 bistabil multivibrator, 7 integráló tag (integrátor), 8 forgótekercses mérőműszer. Szükség esetében még egy további 6 integráló tagot (integrátort) is be lehet kapcsolni. A készülék működése a következő: Az 1 adó a 2 elektroakusztikai átalakítóba megfelelő egymásutánban nagyfrekvenciás villamos áramlökéseket küld. Ez a 2 átalakító (pl. kvarcvagy báriumtitanát átalakító) a vizsgálandó 3 munkadarabba impulzusmodulált ultrahanghullámokat bocsát, amelyeket a szembenfekvő fal visszaver és azután ugyanaz (vagy egy másik) 2 átalakító vesz fel és ismét villamos impulzusokká alakít vissza. A vilamos impulzusokat egy vezérelt (impulzusszűrő) erősítő felerősíti. Ennek az erősítőnek érzékenységét az adóimpulzus (2 a) ábrán — V) beérkezése előtt például valamely elektroncső rácsai egyikének negatív erőfeszültsége segítségével lényegesen csökkentjük. Az adóimpulzus egy részét az 1 adóról az 5 bistabilón ultivibrátor bemenetéhez vezetjük, amely ezáltal egyik nyugalmi helyzetéből a másikba billen át, minek következtében kimenő áramkörében egy derékszögű impulzus kezd kialakulni. Ennek alakját a 2. b) ábra szemlélteti. Ez az impulzus — vezérlőimpulzusként — átjárja a 6 integrátort, amivel a hullámfront exponenciális növekedése érhető el (lásd a 2. c) ábrát). Ezután az impulzus visszatér az erősítőbe, melynek érzékenysége a front alakulásának megfelelően növekszik. Az impulzus frontjának exponenciális növekedése az erősítő elzáródását megakadályozza. Az adóimpulzus csúcsfeszültsége ugyanis 10-2 Volt nagyságrendű, szemben a visszavert impulzus 10-3 —10~~2

Volt nagyságrendű feszültségével. Mindaddig, amíg az erősítő egyes fokozatainak időállandóit úgy választjuk, hogy azok elzáródásának veszélye nem áll fenn, a 6 integrátort el is hagyhatjuk. Az első visszavert impulzust (2. a) ábra — I) az erősítő az 5 bistabil multivibrator gerjesztéséhez szükséges értékre erősíti fel. Az 5 multivibrátornak eredeti helyzetébe való visszabillenésével létrejön a derékszögű impulzus, amely ilymódon az adóimpulzus kezdetének időpillanatában kezdődik és az első visszavert impulzus kezdetének időpillanatában végződik. Ezáltal egyidejűleg a 4 erősítő érzékenysége a 0' jel alakulása szerint (2. c) ábra), vagy közvetlenül a 0 jel alakulásának megfelelően csökkenni fog (2. d) ábra). A 4 erősítő tehát teljes érzékenységét csak az I első visszavert impulzus kezdetéig tartja meg és ezért a második (2. a) ábra — II) és a további jelek már többé semmi hatással sincsenek az 5 bistabil multivibrator átbillentésére. Az 5 multivibrátorból érkező derékszögű impulzusokat a 7 elem integrálja, minek következtében azoknak középértékeit kapjuk, amelyet a 8 forgótekercses műszer fog jelezni. A 8 forgótekercses műszer jelzése megfelel az adó- és az első visszavert impulzus közötti időköznek és egy meghatározott anyagra nézve a vastagság méréséhez közvetlenül hosszegységekben kalibrálható (hitelesíthető). A 2. ábrán az impulzusok alakulása a berendezés különböző részeiben, valamint azok időbeli alakulása látható. A 2. a) ábra a 2 elektroakusztikai átalakító impulzusait (1. ábra) mutatja. A teljes vonallal kihúzott V és I impulzusok megfelelően felerősítve a 4 erősítő kimenőkörében lépnek fel, viszont a szaggatott vonallal rajzolt II és III impulzusok a 4 erősítő érzékenységének vezérlése (a szűrőhatás) következtében el vannak nyomva. A 2. b) ábra az 5 bistabil multivibrator kimenőkörében fellépő 0 derékszögű impulzusokat szemlélteti. A 7 integrátor kimenetelénél fellépő középértékeket szaggatottan jeleztük. A 0' impulzusokat, amelyek adott esetben a 4 erősítő elzáródását megakadályozzák, a 2. c) ábrán szemléltettük. Az érzékenység beállítására a szükségnek megfelelően a 0 vagy 0' vezérlő impulzusokat használjuk fel. A találmány szerinti berendezés néhány millimétertől több deciméter határok közötti vastagságok mérésére alkalmas, különösen olyan esetekben, amikor a szerkezeti anyagnak az egyik fala hozzáférhető. A találmány egyik fontos alkalmazási lehetősége például folyékony vagy gázhalmazállapotú anyagok csővezetékei falai vastagságának mérése üzemközben, kazánfalak vastagságának mérése és hasonlók. A roncsolásmentes anyagvizsgálatnál a találmány szerinti berendezés az anyagban levő hibák mélységének egyszerű meghatározására is alkalmas. A találmány megfelelő módon a kutatás céljaira is kiterjeszthető. Segítségével például adott anyagban a hang terjedési sebessége könnyen mérhető stb. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárs munkadarabok vastagságának ultrahanggal való mérésére a visszavert impulzus eljárásának alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy az adóimpulzusból (2. a) ábra — V) és az első viszszavert impulzusból (2. a) ábra — I) egy derékszögű impulzust teszünk össze (2. b) ábra — 0), melynek hossza a két impulzus (V és I) közötti időtartammal egyenlő és amelynek. középértéke (2. b) ábra — S) meghatározott viszonyban áll a mérendő test falának vastagságával.