Устройство взаимоориентации к толщиномеру

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Реслублнк

«i)1000741 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 253180 (21) 3008687/25-28 р М gw з

6 01 В 7/06 с присоединением заявки ¹â€”

Государствеииый комитет

СССР ао деяам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

tS3) УДК ь20.17Э. . 142. 5 (088. 8 ) Опубликовано 280283, Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 280283 (72) Автор.:

Б.П. Фридман (54 } УСТРОЙСТВО ВЗАИМООРИЕНТАЦИИ К ТОЛЩИНОМЕРУ

Изобретение относится к измерительной, технике и может быть использовано для неразрушающего контроля стенок полых изделий сложной формы, крупногабаритных. изделий и труб.

Известно устройство вэаимоориен.тации к толщиномеру, включающему внешний и внутренний контактные щупы, содержащее ферромагнитные насадки для упомянутых щупов, источник постоянного магнитного поля, создаваемого между насадками, и измерительный прибор, включенный в электрическую цепь, образованную внешним щупом с ферромагнитной насадкой, серебряным тросиком, и внутренйим щупом с насадкой 11.

Однако указанное устройство не . обеспечивает самоориентации щупов толщиномера.

Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому устройство взаимоориентации к толщиномеру содержит устанавливаемые по обе стороны стенки контролируемого изделия блоки, один из которых выполнен в виде каретки со сквозным отверстием, в котором размещены подпружиненные вдоль его оси элемент преобразова-теля толщиномера и ферромагнитный элемент, а второй блок включает в себя электромагнит, блок питания электромагнита и индикатор P2 ).

Однако это устройство непригодно для контроля диэлектрических изделий и электропроводящих изделий, покрытых различными пленками; трудоемка установка оси внешнего блока вдоль нормали к элементу наружной поверх-. ности изделияу недостаточна точчость взаимной ориентации блоков измерительной цепи вследствие преждевременного вытягивания подпружиненного элемента преобразователя и,ферромагнитного элемента подвижного блока.

Цель изобретения — расширение диапазона контролируемых изделий и повькаение точности вэаимоориентации.

Указанная цель достигается тем, что второй блок устройства выполнен в виде каретки, идентичной каретке первого блока, .отверстие каждой каретки выполнено с сужением в средней части и расширением в части, 25 прилежащей к основанию каретки, ферромагнитный элемент выполнен в виде цилиндрического сердечника, обмотка электромагнита и один элемент преобразователя размещены в

ЗО расширяющейся части отверстия одно1000741 го блока, а второй элемент преобразователя — в расширяющейся. части отверстия второго блока, а блок питания электромагнита выполнен со ступенчатой регулировкой тока подмагничивания.

На чертеже изображено устройство для одного из частных случаев его применения — при использовании элементов преобразователя электромагнитного типа. участок криволинейной стенки 1 подлежащего контролю полого изделия 1 охватывается парой располагаемых по обе стороны контролируемой стенки "плавающих" взаимоцентрирующих- 1 ся блоков 3 и 4, один из которыхблок 3, введенный в полость контролируемого изделия, — содержит первый элемент преобразователя талщиномера, в частности излучатель пере- 20 .менного магнитного поля, состоящий из катушки 5 индуктивности и ферро магнитного стержня 6, представляю- . щего собой выдвигаемый подпружиненный элемент подвижного блока 3.

Один элемент преобразователя толщиномера — катушка 5 индуктивнасти экранированным кабелем 7 связана с внешним источником 8 переменного тока. Катушка 5 индуктивности с ферромагнитным стержнем 6 расположены в центральном отверстии. кругосимметричной каретки 9, которая в своей внешней донной части снабжена расположенными по кругу сальниковыми гнездами, содержащими элементы качения в виде стальных шариков 10, Другой из пары взаимоцентрирующихся блоков - блок 4, размещаемый на внешней поверхности контролируемого изделия, — содержит второй элемент преобразователя толщиномера (в данном случае катушку 11 индуктивности на ферромагнитном стержне 12 ). Одна из обмоток двухсекционной катушки 11 обмотка, расположенная ближе к внеш- 4 ней поверхности контролируемой, стенки 1, — соединяется экранированным кабелем 13 с индикатором толщиномера, состоящим из последовательно включенных усилителя 14 переменного тока, детектирующего узла 15 и стрелочного индикатора 16.

Вторая из обмоток двухсекционной катушки 11, образующая совместно с ферромагнитным стержнем 12 электромагнит, соединена кабелем 17 с блоком 18 питания, представляющим собой источник постоянного тока, который одновременно с питанием обмотки подмагничивания катушки 11 обеспечивает через сетевой тумблер 19 питание уси-<О лителя 14 индикатора 16 толщиномера.

Двухсекционная катушка 11 и ферромагнитный стержень 12 расположены в расширяющейся части отверстия каретки 20, донная часть которой, как и,65 соответствующая часть каретки 9 внутреннего блока 3, снабжена расположенными по кругу сальниковыми гнездами, содержащими стальные шарики 21.

Центральные отверстия металлических кареток 9 и 20 внутреннего 3 и внешнего 4 блоков устройства имеют сужение в средней части и расширение в части, прилегающей к основанию каретки, а ферромагнитные стержни 6 и 12 выполнены в виде цилиндрических сердечников.

На упорно-ограничительные пояски 22 и 23 ферромагнитных стержней

6 и 12 опираются расположенные в верхней части каналов каретки 9 и 20 пружины 24 и 25, удерживающие ферромагнитные стержни 6 и 12 внутри каналов кареток. С верхней стороны кареток 9 и 20 на ограничительные пояски 22 и 23 ферромагнитных стержней 6 и 12 опираются крышки 26 и 27 кареток.

Тумблер 28,блока 18 питания служит для .подачи ферромагнитного постоянного тока на обмотку электромагнита блока 4.

Устройство работает следующим образом.

При толщинометрии стенок полых изделий один из подвижных блоков (блок 3 ) вводят в полость контролируемого изделия 2, а блок 4 устанавливают на поверхности изделия 2 и тумблером 19 подают питание через кабель 17 на обмотку электромагнита двухсекционной катушки 11.

Под действием поля электромагнита, создаваемого током подмагничивания катушки 11, происходит автоматическое отыскивание каретки 9 введенного в полость изделия "плавающего" блока 3, содержащего один из элементов преобразователя — контурную катушку 5 индуктивности с ферромагнитным стержнем 6.

Конструкция кареток 9 и 20 обоих подвижных блоков 3 и 4 обеспечивает их свободное перемещение по наружной и внутренней криволинейным поверхностям стенок изделия с автоматической центровкой и строгой взаимоориентацией блоков 3 и 4 в положении, при котором оси обоих элементов преобразователя — его катушки 5 индуктивности с ферромагнитным стержнем 6 и воспринимающей обмотки катушки 11 с сердечником 12 — устанавливаются в направлении усредненных нормалей соответственно к элементам внутренней и внешней поверхностей изделия у исследуемого участка стенки.

Интенсивность излучения, проникающего.от катушки 5 индуктивности блока 3 сквозь стенку изделия 2 к элементу преобразователя, расположенному в блоке 4 (к воспринимающей

1000741 обмотке катушки 11 ), является для определенного состава материала изделия однозначной функцией толщины стенки на контролируемом участке.

О моменте взаимоориентации блоков 3 и 4 устройства в оптимальном положении — на кратчайшем расстоянии друг от друга, когда оси излучающего (5 ) и воспринимающего (11 ) элементов преобразователя устанавли- 10 ваются вдоль усредненной нормали к элементам противолежащих поверхностей контролируемых участков стенки изделия, судят по наибольшему покаэанию индикатора 16 . 15

После взаимоориентации блоков 3 и 4 в оптимальном положении тумблером 28 по кабелю 17 на обмотку электромагнитна (на левую по чертежу секцию катушки 11 блока 4 ) подают повышенную величину постоянного тока. При этом происходит вытягивание подпружиненных выдвижных ферромагнитных стержней 6 и 12, связанных с изучающим и восприйимающим элементами преобразователя— катушками 5 и 11 индуктивности. Фер-. ромагнитные стержни 6 и 12 выдвигаются из корпусов кареток 9 и 20 до упора своими закругленными окончаниями соответственно во внутрен нюю и внешнюю поверхности контролируемого участка стенки изделия.

После самофиксации блоков 3 и 4 под действием форсированного тока электромагнита блока 4 в указанном окончательном положении, отвечающем упору окончаний ферромагнитных стерж-. ней 6 и 12 в противолежащие поверхности стенки изделия, толщина контролируемого участка стенки считыва- 40 ется по показанию индикатора 16, шкала которого предварительно градуируется для материала исследуемой серии деталей непосредственно в единицах толщины. 45

Ступенчато снижая затем тумблером

28 величину тока, поступающего на обмотку электромагнита блока 4 (левая по чертежу секция катушки 11 ) и перемещая внешнюю каретку 20 к подле- 5О жащим контролю участкам изделия, вызывают тем самым синхронное автоматическое перемещение введенной в полость изделия каретки 9, зеркально повторяющей изнутри изделия все перемещения внешнего блока 4. Ступенчато поднимая в контрольных точках на поверхности изделия ток электромагнита блока 4 переводом тумблера 28 в правое по схеме положение, результаты производимых указанным образом измерений фиксируют по показаниям индикатора 16, который при контроле иэделий, выполненных из различных материалов, снабжается соответствующим набором накладных шкал.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности и оперативности автоматической взаимоориентации обоих блоков измерительной системы в их оптимальном положении, обуславливающем повышение разрешающей способности профильного контроля широкого класса крупногабаритных и полых объектов сложной формы из диэлектриков и электропроводящих пара- и диам гнитных материалов с различным качеством обработки поверхностей (как чистых, так и шероховатых, с окисными пленками ). Кроме того, расширяются возможности его совместного использования с преобразователями электромагнитного, рентгеновского, ультразвукового, радиоактивного и других типов.

Формула изобретения

Устройство вэаимоориентации к толщиномеру, содержащее устанавливаемые по обе стороны стенки контролируемого изделия блоки, один из которых выполнен в виде каретки со сквозным отверстием, в котором размещены подпружиненные вдоль его ocu элемент преобразователя толщиномера и ферромагнитный .элемент, а второй, блок включает в себя электромагнит, блок питания электромагнита и индикатор, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых иэделий и повышения точности взаимоориентации, второй блок выполнен в виде каретки, идентичной каретке первого блока, отверстие каждой каретки выполнено с сужением в средней части и расширением в части, прилежащей к основанию каретки, ферромад:нитный элемент вы олнен в виде цилиндрического сердечника, обмотка электромагнита и один элемент преобразователя размещены в расширяющейся части отверстия одного блока, а второй элемент преобразователя — в расширяющейся части отверстия второго блока, а блок питания электромагнита выпопнен со ступенчатой регулировкой тока подмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 359506, кл. G 01 В 7/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 371412, кл. С 01 В 7/06, 1971 (прот.отип ) ..

1000741

Составитель И. Кесоян

Редактор.Л. Маковская ТехредЛ.Пекарь Корректор E- Рошко

Заказ 1353/38 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4