Устройство электромагнитного контроля токопроводящих деталей
(1Ц3000885
Сева Советски и
Социбиистичбскии
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-бу (22)Заявлено 14. 10.81 (21) 3363485/18-21 с присоединением эаибии М(23)Приоритет6 01.М 27/72
Геауавретеевва иеивтвт
СССР нб мим амбретвей
II a Iôé éé Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8
Дата опубликований описания28. 02. 83 (53) УД K621 ° 317. . 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения
М.Г.Лямперт и М.В.Демидов
Специальное конструкторское бюро магнит
Института физики AH Латвийской ССР (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ
ТОКОПРОВОДЯЩИХ ДЕТАЛЕЙ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам эле кт рома гнит ного конт роля токопроводящих деталей.
Известно устройство электромагнит" ного контроля токопроводящих деталей, . которое состоит иэ индукционного датчика, трубчатого лотка, размещенного в его полости, и блока обработки сигнала датчика. Указанный датчик обнаруживает металлические детали, габариты которых в 15-20 раэ меньше диаметра датчика, однако при этом плоские немагнитные токопроводящие детали (конта ты, реле и т.д. ), если детали своей плоскостью проходят вдоль силовых линий магнитного поля, датчик обнаружить не позвол."-ет (1 ) Недостатком устройства является его невысокая надежность.
Наиболее близким к изобретению является устройство электромагнитно2 го контроля, содержащее С-образный индукционный датчик, лоток,"по которому перемещаются детали f22.
Недостаток устройства заключается в его невысокой точности.
Цель изобретения - повышение надежности контроля.
Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве электромагнитного .контроля токопроводящих деталей, содержащем лоток, индуктивный датчик в виде обмотки магнитопровода с не 5 магнитным зазором, магнитопровод датчика выполнен цилиндрическим с немагнитным зазором в виде винтовой линии, обмотка датчика выполнена в виде коню турной обмотки и обмотки связи, размещенных на противоположных полюсных наконечниках магнитопровода, при этом форма витков обмотки идентична форме затвора магнитопровода, а размеры
3 10008 магнитопровода удовлетворяют следующим соотношениям: п< < — и, qg n - шаг винтовой линии; P - угол наклона винтовой линии; d - величина немагнитного зазора; L - длина окружности магнитопро- Устройство электромагнитного конт- роля состоит из индуктивного датчика щ 1, трубчатого лотка 2, расположенного ,в полости датчика 1, и блока 3 обработки сигнала датчика. Индуктивный датчик 1 содержит цилиндрический маг нитопровод 4 с немагнитным зазором 5, 2$. образованным полюсными наконечниками 6, контурную обмотку 7, расположенную на одном полюсном наконечнике, и обмотку 8 связи, расположенную на другом конце наконечника. Немаг- : М, нитный зазор магнитопровода выполнен по винтовой линии, форма витков обмоток 7 и 8 повторяет форму немагнитного зазора 5, длина магнитопровода i составляет 1/4-3/4 Шага винтовой линии, угол наклона винтовой линии p = 70-80, величина немагнитного зазора на торцах датчика - в пределах от 1/4 до 1/2 длины окружности магнитопровода. Устройство работает следующим образом. Детали по трубчатому лотку 2 поступают в зону датчика. Невависимо от их ориентации в лотке 2 детали 43 в начале или в конце датчика прохо- дят зону 1 наибольшей чувствительности, что обуславливает срыв гене- рации датчика, который фиксируется блокам 3, и как следствие, контроль детали. Выполнение зазора по винтовой линии, размещение обмоток на полюсных наконечниках, а также выполнение формы витков обмоток по форме немагнит- ного зазора обеапечивает расположение зон чувствительности датчика вдоль цилиндра магнитопровода таким образом, что если деталь не попадает 85 .: ч в зону 1 наибольшей чувствительности датчика 1 в начало прохождения через него, то попадает в конце, Таким образом, датчик реагирует на каждую проходящую через него деталь. Обоснование выбора размеров. Рассмотрим датчик, представляющий собой кольцо с зазором. На него намотано две обмотки: контурная 1!, и связи L©6. Они включены в схему автогенератора (не показан ). При введении детали в зазор происходит срыв колебаний, что фиксируется блоком 3 обработки. Такой- датчик можно поместить под лоток, по которому идут детали, и он будет работать. Но есть случаи, когда положение детали в движении изменяется или неопределенно (например, после удаления отштампованной детали иэ штампа). Особенно это касается тонких пластинчатых де алей. Здесь такой датчик не годится. Нужен такой, чтобы он фиксировал деталь в любом положении, независимо Ьт положения зазора. Этого можно добиться смещением зазора по винтовой линии, когда тело датчика цилиндрическое (фиг.1). Чтобы определить на сколько нужно сместить зазор, рассмотрим форму поля обычного кольцевого датчика. У него можно выделить три зоны чувствительности (фиг.2): зону чувствительности обмоток (максимальной чувствительности ), зону Н чувствительности зазора (средней чувствительности ) и зону !!! нечувствительности ° При этом учитывается тот момент, что обмотки намотаны вблизи полюсов. В зоне 1 датчик чувствует тонкую пластинчатую деталь независимо от направления ее плоскости - вдоль или перпендикулярно направлению силовых линий поля. В зоне II датчик чувствует деталь, если ее плоскость перпендикулярна силовым линиям поля. Если такой зазор повернуть по винтовой линии, допустим, яа 90О (что соответствует 1/4 шага винтовой линии) (фиг.3) по отношению к зазору (фиг.2), то вилно, что зона 6 нечувствительности попадает в зону 1 . ствительности. Т.е. деталь, проходя через такой датчик (фиг. 1), если на выходе попадает в зону III то на выходе датчика попадает в зону % 10008 т.е. деталь фиксируется в любом слу чае. Если обмотки 1, и 4 внамотать рав" номерно по всему сердечйику, то эона Щ окажется в центре и никакое смеще- з ние зазора не даст эффекта. Какую величину немагнитного зазора следует выбирать, определяют следующим образом. Если зазор сделать равным больше половины длины окружности сердечни" ка, угол раскрытия А„ 7 180 (см.фиг.4) то у датчика будет слабая чувстви-. тельность в направлении зазора. Если зазор сделать менее 1/4 длины окружности ckg490, то зона III расширится в сторону центра, что крайне нежела" тельно. Поэтому оптимальная величина зазора равна T/3 .äëèíû окружности магнитопров да, что соответствует 20 углу ф(р = 120 При прохождении детали через датчик, он должен фиксировать одно сра- батывание от одной детали. Следовательно, число витков магнитопро- И вода датчика должно быть таким, чтобы от конкретной детали было одно срабатывание, т.е. чтобы деталь не проходила через зоны чувствительности и нечувствительности несколько раз. ЗО, В противном случае будет несколько срабатываний, что недопустимо, например, для счета. Допустим является поворот зазора на величину от 1/4 до 3/4 шага винтовой линии. Поворот более чем на 3/4 шага нежелателен, так как при повороте на шаг положение зон повторяется и появляются повторные срабатывания. Оптимальным является поворот на 1/4 шага, так как при этом длина датчика наименьшая. Длина датчика зависит от выбранногоугла наклона f5 винтовой линии (фиг. 1). Чем р меньше, тем длиннее датчик. Однако делать длинный дат-. чик конструктивно невыгодно (много феррита, большой вес, могут быть сложности при привязке к оборудованию). Поэтому р, нужно выбрать наибольшим„ но таким, чтобы удовлетворял требованиям к датчику: механической прочности материала датчика, феррита; возможности механической 85 . i обработки феррита; возможности укладки обмотки. Оптимальным вариантом является угол р 75о. Допустимые пределы угла p - 70-804 Предлагаемый датчик позволяет фиксировать все детали, которые по. своим габаритам проходят сквозь от верстие лотка, причем форма детали не играет никакой роли, т.е. датчик годится для группы деталей, отли-.. чающихся по размерам в десятки раз (2-3 дес ). Внутреннее отверстие лотка-и диаметр магнитопровода опреде ляются наибольшей деталью иэ групйы. формула изобретения Устройство электромагнитного контроля токопроводящих деталей, содержащее лоток, индуктивный датчиК в виде обмотки магнитопровода с немаг" нитным зазором, о т л и ч à ю щ e ic я тем, что, с целью повышения надежности контроля, магнитопровод датчика выполнен цилиндрическим с немагнитным зазором в виде винтовой линии, обмотка датчика выполнена в виде контурной обмотки и обмотки связи, размещенных на противоположных полюсных наконечниках магнитопровода, при этом форма витков обмотки идентична форме зазора магнито" провода, а размеры магнитопровода удовлетворяют следующим соотношениям -и «(- п О (Р Ф, 1 3 — 1. A — - шаг винтовой линии; p - -угол наклона винтовой линии; ol - величина немагнитного зазора; 4 — длина окружности магнитопро- вода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Арни Э.И. Автогенераторные измерения. М., "Энергия", 1976, с.I29 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2864088, 1980. 4М1 BI Тираж 877 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 
