沖反射式測厚儀電路概述

脈沖反射式測厚儀電路主要是由于主控器、發(fā)射電路、接收放大電路、計(jì)算電路、厚度顯示等幾部分組成。
下面就其中幾個(gè)主要部分討論如下：

1、發(fā)射電路
該電路是經(jīng)主控器發(fā)出的脈沖觸發(fā)后，產(chǎn)生一窄的發(fā)射脈沖信號(hào)，使換能器（探頭）發(fā)射超聲脈沖。從提高分辯能力和降低測厚儀范圍的下限考慮，發(fā)射脈動(dòng)沖要上升進(jìn)間短，脈沖寬度窄，這里需要指出。影響發(fā)射脈沖寬度的因素既有電路上的問題，也有探頭的制作問題。從提高靈敏度和擴(kuò)大測量范圍上限考慮，要求發(fā)射功率大。
目前脈沖式超聲測厚儀均采用晶體管電路和集成電路，為了提高發(fā)射強(qiáng)度，需將幾伏電源電壓通過直流變換器升到幾十伏至幾百伏的電壓，供給發(fā)射管，借以提高發(fā)射強(qiáng)度。

2、接收放大電路
它主要是潤滑油工件的底面反射信號(hào)。底面反射信號(hào)的幅度除受發(fā)射脈沖強(qiáng)度影響外，還受被測工件表面光潔度、耦合、材質(zhì)以及工件底面情況等影響，因此反射信號(hào)的幅度變化范圍很大，為使儀器有足夠的靈敏度，要求放大電路有較高的增益。但過分提高增益會(huì)使脈沖寬度變寬而影響測量精度。

3、計(jì)算電路和厚度顯示
數(shù)字式測厚儀測讀zui方便，測量精度也高，精度可達(dá)±0.01毫米，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的脈沖式超聲測厚儀主要是數(shù)字式的。下面討論一下數(shù)字式測厚儀的計(jì)算電路和厚度顯示。
發(fā)射脈沖和經(jīng)過放大的底面反射信號(hào)（或相鄰兩個(gè)底面反射信號(hào)）觸發(fā)厚度闡門控制電路，輸出一個(gè)寬度與被測工件中超聲波傳播時(shí)間成正比的方波。用這方波來控制闡門電路啟閉。
高頻振蕩器輸出一系列高頻振蕩信號(hào)。在閘門電路開啟期間，這些高頻信號(hào)通過閘門進(jìn)入計(jì)算器而被計(jì)數(shù)，zui后數(shù)字管顯示出開時(shí)間內(nèi)的調(diào)頻振蕩次數(shù)。計(jì)數(shù)與開門方波寬度成正比，方波寬度又正比于工件厚度，因此，計(jì)數(shù)正比于厚度。高頻振蕩器的頻率是可調(diào)的，根據(jù)不同的材料可調(diào)節(jié)振蕩頻率，使之開門時(shí)間內(nèi)振蕩次數(shù)等于工件厚度，這樣數(shù)字管就直接顯示出厚度來。
國產(chǎn)UTM-101H型數(shù)字式超聲波測厚儀精度為±0.1毫米，測量范圍是1.2-220毫米。
測量精度為0.1毫米時(shí)對(duì)于鋼來說，相應(yīng)的聲波傳播時(shí)間約0.03微秒，也就是要求調(diào)頻振蕩的一個(gè)周期為0.03微秒，即振蕩周期約為0.03微秒，即振蕩頻率調(diào)整約為30兆赫左右，這時(shí)計(jì)數(shù)器就顯示以0.1毫米為單位的厚度值。如要讓測量數(shù)度達(dá)到0.01毫米，則調(diào)頻振蕩頻率約為300兆赫左右。但制作在這樣高頻率下工作的數(shù)字電路太困難了。實(shí)際解決辦法是在計(jì)數(shù)電路之前加一級(jí)方波信號(hào)擴(kuò)展電路，使開門時(shí)間準(zhǔn)確擴(kuò)大10倍，這樣用30兆左右的振蕩頻率也可使測量精度達(dá)到0.01毫米。