Устройство для контроля электропроводящих изделий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее генератор, эталонньй и измерительный преобразователи, связанный с ними дифференциальный измерительный блок и блок раздельного вьделения контролируемых параметров, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено блоком обнаружения брака, блок раздельного вьщеления контролируемых параметров включен между выходом дифференциального измерительного блока и входом блока обнаружения брака и выполнен в виде последовательно соединенных узла запоминания, первого функционального преобразователя , вычитателя, второго функционального преобарзователя и сумматора, второй выход узла запоминания подключен к вторым входам вьтчитателя, сл сумматора и блока обнаружения брака, трети вход последнего подключен к выходу вычитателя, а генератор выполнен двухчастотным. ff. OitHtf. .

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦ}4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ I 106980 э(б1) С 01 В 7/02

У

3 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTMA (21) 3562612/25-28 (22) 15.03.83 (46) 07.08.84. Бюл. N - 29 (72) А.А.Авраменко, В.Т.Базюченко, Л.А.Баштанников, Е.Ф.Зубков, А.А.Котульский, В.И.Нестеренко, В.П.Себко и В.Г.Филь (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (53) 531 ° 7 17. 1 (088. 8) (56) 1. Дорофеев А.Л. Индукционная толщинометрия. М., "Энергия", 1978, с. 90-106.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 208971 кл. G 01 В 7/06, 1966 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее генератор, эталонный и измерительный преобразователи, связанный с ними дифференциальный измерительный блок и блок раздельного выделения контролируемых параметров, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено блоком обнаружения брака, блок раздельного выделения контролируемых параметров включен между вьтходом дифференциального измерительного блока и входом блока обнаружения брака и выполнен в виде последовательно соединенных узла запоминания, первого функционального преобразователя, вычитателя, второго функционального преобарзователя и сумматора, второй выход узла запоминания подключен к вторым входам вычитателя, сумматора и блока обнаружения брака, трети"1 вход последнего подключен к выходу вычитателя, а генератор выполнен двухчастотным.

1106980

Изобретение относится к вихретоковым средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля диаметров и толщины электропроводящих изделий, например труб.

Известны устройства для контроля геометрических размеров электропроводящих изделий, содержащие генератор, эталонный и измерительный преобразователи и дифференциальную измеритель" 10 ную схему (1).

Работа этих устройств основана на определении разности размеров эталонного и контролируемого изделий и заключается в том, что изделие и 15 эталон помещают в эталонный и измерительный преобразователи, последние питают переменным током и по разностному выходному сигналу судят об отклонении размера изделия от эталона. Од 20 нако устройства обладают ограниченными воэможностями, так как позволяют контролировать только один размер изделия — толщину его стенки.

2S

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля электропроводящих изделий, содержащее генератор, этаЛонный и измерительный пре30 образователи, связанный с ними дифференциальный измерительный блок и блок раздельного выделения контро— лируемых параметров. В устройстве для определения контролируемых пара 5 метров используются сигналы различ- -5 ных частот (2 ).

Известное устройство позволяет раздельно контролировать два параметра - диаметр и среднюю толщину стенки, однако не позволяет раздель40 но контролировать изменение наружного и внутреннего диаметров.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем контроля значений внешнего и внут45 реннего диаметров, а также толщины изделия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля электропроводящих изделий, содержащее. гене" >О ратор, эталонный и измерительный преобразователи, связанный с ними дифференциальный измерительный блок и блок раздельного выделения контролируемых параметров, снабжено блоком 55 обнаружения брака, блок раздельного выделения контролируемых параметров включен между выходом дифференциального измерительного блока и входом блока обнаружения брака и выполнен в виде последовательно соединенных узла запоминания, первого функционального преобразователя, вычитателя, второго функционального преобразователя и сумматора, второй выход узла запоминания подключен к вторым входам вычитателя, сумматора и блока обнаружения брака, третий вход последнего подключен к выходу вычитателя, а генератор выполнен двухчастотным.

На фиг.1 изображены осциллограммы сигналов, поясняющие принцип действия устройства, на фиг.2 — структурная схема устройства.

Устройство для контроля электро— проводящих изделий содержит двухчастотный генератор 1, выполненный, например, в виде последовательно соединенных задающего генератора 2, делителя 3 частоты и комбинационной схемы 4 и подключенный к входам последовательно соединенных измерительного 5 и эталонного 6 преобразователей, связанный с преобразователями дифференциальный измерительный блок

7, блок 8 раздельного выделения контролируемых параметров, блок 9 обнаружения брака, состоящий, например, из последовательно соединенных задатчика 10, узла 11 сравнения, узла 12 запоминания и индикатора 13 брака.

Блок 8 раздельного выделения контролируемых параметров включен между выходом дифференциального измерительного блока 7 и входом блока 9 обнаружения брака и выполнен в виде последовательно соединенных узла 14 за0 поминания, первого функционального преобразователя 15, вычитателя 16, второго функционального преобразователя 17 и сумматора 18, второй выход узла 14 запоминания подключен к вторым входам вычитателя 16, сумматора

18 и блока 9, обнаружения брака, а третий вход последнего подключен к выходу вычитателя 16.

Устройство работает следующим образом.

В измерительный преобразователь 5 помещают контролируемое изделие, в эталонный преобразователь 6 — эталонное изделие. Генератор 1 вырабатывает пачки импульсов высокочастотного и низкочастотного тока для питания преобразователей 5 и 6. Пачки импульсов чередуются с частотой опроса 10 (период опроса То=1 fî) 1106980

Импульсы от задающего генератора

2 поступают на делитель 3 частоты.

На выходах делителя 3 формируются сигналы с частотами f „ f f рч нч о

Комбинационная схема 4 представляет собой управляемый сигналом Х ключ, о который поочередно пропускает ка выход сигналы с частотами Е „ и

Количество (М) импульсов в пачках определяется отношением частот

10 вч . Нч

2Ео кч 2Ео

u,„= О, = 1„(53).

Этот сигнал поступает в узел 14 запоминания, устанавливается на его втором выходе и сохраняется во врем

Сигналы от генератора 1 поступают на преобразователи 5 и 6 и создают в них переменное магнитное поле, которое наводит вихревые токи в контролируемом и эталонном изделиях. 20

Выходные сигналы с измерительного преобразователя 5 и эталонного преобразователя 6 поступают в дифференциальный измерительный блок 7, где вычитаются. Полученный разностный сигнал определяется величиной отклонения размеров контролируемого изделия от эталонного.

Значение высокой частоты Е выВч бирают таким, чтобы достигалась небольшая (значительно меньше толщины) глубина промагничивания изделия. В этом случае сигнал 0 вч на выходе дифференциального измерительного блока 7 будет нести информацию о величине отклонения наружного диаметра из35 делия от эталонного.

Низкая частота подбирается достаточной для полного промагничивания изделия, т.е. чтобы глубина промаг40 ничивания была 6os.ьше толщины стенки изделия.

В этом случае сигнал 0нч на выходе блока 7 будет зависеть от площади поперечного сечения изделия,т.е.

45 факторов ее определяющих — наружного и внутреннего диаметров.

Во время действия высокочастотной пачки импульсов намагничивающего тока на выходе блока " формируется сигнал 0 „, зависящий от

50 величины отклонения наружного диаметра д D действия низкочастотной пачки импульсов (фиг.1) .

Сигнал низкой частоты 1 форкч мчруемый на выходе блока 7 во время действия Екч, является функцией отклонения наружного и внутреннего диаметров исследуемого изделия от эталона

"Нч- 2 () 5(f2 (dD), f (й0) — составляющие выходного сигнала, вызванные изменением и ) наружного и hd внутреннего диаметров соответственно. Сигнал

О„ч также поступает в узел 14 запоминания, устанавливается на его первом выходе и сохраняется в течение действия последующей высокочастотной точки импульсов.

Таким образом, при прерывистом питании преобразователей 5 и 6 ка первом и втором выходах узла !4 запоминания сигналы 0 и 0 полукч Ьч чаются в виде непрерывных величин, значекия которых могут изменяться только во время действия соответствующей пачки импульсов.

Для определекия внутреннего диаметра трубы из сигнала 0 кеобходимо нч выделить составляющую f (д Д) .Это

5 действие осуществляется с помощью первого функционального преобразователя 15 и вычитателя 16.

На выходе преобразователя 15 формируется сигнал

"нчф К(йЭ) f2(D)+K(5D) f5(rD), где K(5D ) — функция преобразования, зависящая от величины h3, выбираемая так, чтобы

У, =f (D)=l<(D)f (В).

Сигналы Окч ф и U,5ф поступают на выходы вычитателей 16 и на его выходе формируется сигнал

0 = K(aD)f,(àà), характеризующий изменение внутреннего диаметра контролируемой трубы.

В силу затухания магнитного поля в стенке тр бы масштабы сигналов

U и U>g получаются различными, т.е. одинаковым значениям Ь3 и hd соответствуют неравные значения U д и (1 „! . Если осуществить функционайьное преобразование сигнала U о ф =

Д <М

=. К (д Д) Q так, чтобы при

5 1106980

Д))=дс1 получать 0,,1ф =0 17, то сум-1 руя ub3) и ulld ф полу аем си - с нал к

1.

ВНИИПИ Заказ 5743/27 Тираж 587 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Укгород, ул.Проектная, 4

u,=U,,+êI 4,<, однозначно определяющий изменение толщины стенки трубы.

Эти операции осуществляются с помощью второго функционального преобразователя 17 и сумматора 18, на

1О входы которых поступают сигналы 0 с второго выхода узла 14 запоминания и 0 1 ф с выхода функционального преобразователя 17.

Сигналы Qb, V <, U о поступаt5 ют в блок 9 обнаружения брака, где по величине этих сигналов указывается, какой размер изделия выходит за допустимые значения.

Сигналы U,, 0, 0 поступают в

20 узел 11 сравнения, туда же поступают сигналы уставки Щ 1,11дс1, Ц,Я с задатчика 10, соответствующи максимально допустимым отклонениям соответствующих размеров трубы.

Брак изделия определяется в результате сравнения Ubg с Ub, Ubd c (! с Ц э 3

В узле 12 запоминания эаиоминаетя наличие брака и передается в инднатор 13 брака.

Для осуществления непрерывного поточного контроля протяженного изделия необходимо правильно выбрать скорость у его перемещения в преобразователе

5. Скорость должна быть такой, чтобы за время 1/2 Т (длительность высокочастотной и низкочастотной пачек импульсов) труба переместилась на расстояние 040, где 0 =YTо /2, а длина зоны контроля преобразователя.

2Ъ, где Ь вЂ” ширина преобразователя.

Таким образом, скорость перемещения контролируемой трубы определяет< 4Ь ся неравенством М (Т

Т

Функции преобразования К (bd) и

К(дд) определяются с помощью комплекта эталонных образцов изделия с различными значениями внутреннего и внешнего диаметров.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности эа счет контроля как толщины изделий, так и их внутреннего и внешнего диаметров.