Способ бесконтактного измерения перемещений

 

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕ11ИЙ, .заключающийся в том, 4Tq устанавливают ita контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействуницем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждения до заданного участка и по полученному результату определяют положение контролируемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, магнитострикционный звукопровод перед возбуждением в нем акустической волны размагничивают , затем намагничивают магнитом взаимод йствукиций с ним участок до насьицения, а время распространения измеряют до магнитонасыщенного участка и обратно до точки возбуждения акустической волны.

СОЮЗ ИМ%ТСНИХ

CCUWNIW%

РЕСПУБЛИК ае оо

ГООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДИАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автоюввм свщпвъствз ч

1 (21) 3433661/18-28 (22) 04.05.82 (46) 15.12.84. Бюл. Ф 46 (72) P.Þ. Мукаев, В.Х. Ясовеев и М.И. Ураксеев . (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (537 534.232(088.8) (56) 1. АЬторское свидетельство СССР

Ф 592023 ° кл. Н 04 R 15/00, 1976 (йрототип). (54)(57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕ-

РЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, .заключающийся в том, что устанавливают на контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействующем с ним неподвижном

З1д) G 01 В,17/02 G 01 В 7 10 магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждения до заданного участка и по полу= ченному результату определяют положение контролируемого объекта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности, магнитострикционный эвукопровод перед возбуждением в нем акустической волны размагничивают, затем намагничивают магнитом взаимодействующий с ним участок до насыцения, а время распространения измеряют до магнитонасыщенного участка и обратно до точки возбуждения акустической водны.

1129

Изобретение относится к акустоизмеригельной технике и может быть использовано .для бесконтактного измерения перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к-предлагаемому является способ бесконтактного измерения перемещений; заключающийся в том, что устанавливают магнчт на контролируемом объекте, возбуждают вс взаимо- 10 действующем с ним неподвижном магнитострикционном эвукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждения до заданного участка, а по получен- 15 ному результату определяют положение контролируемого объекта (1).

Недостатком указанного способа является невысокая точность измерения вследствие использования дискрет- 20 ного способа определения положения контролируемого объекта, абсолютная погрешность которого ограничена линейными размерами дискретного считывающего элемента. 25

Цель изобретения — повышение точности, Указанная цель достигается тем, что по способу бесконтактного измереI ния перемещений, заключающемуся в том, что устанавливают на контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействующем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее до заданного участка от точки возбуждения и по полученному результату определяют положение. контролируемого объекта, магнитострикционный звукопровод перед возбуждением в нем акустической волны размагничивают, затем намагничивают магнитом взаимодействующий с нйм участок до насыщения, а время распространения измеряют до магнито 45 насыщенного участка и обратно до точки возбуждения акустической волны.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализукнцего способ; на фиг. 2 — диаграмма, поясняющая распределение модуля упругости материала магнитострикционного звукопровода по длине..: Устройство, реализующее способ, содержит излучатель-приемник 1 акустической волны„ магнитострикционный звукопровод 2, магнит 3, магнитона490 1 сыщенный участок 4 звукопровода 2, демпфер 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Излучатель-приемник 1 возбуждает в магнитострикционном звукопроводе 2 продольную акустическую волну, которая распространяется вдоль звукопровода с модулем упругости Е, соответствующим полностью размагнйченному состоянию звукопровода 2. Магнитное поле магнита 3 создает изменение модуля упругости звукопровода 2 hoкальчой области участка 4, где величина его возрастает до значения Е>, соответствующего магнитному насыщению материала звукопровода 2 (фиг. 2).

Величина модуля упругости оценивается иэ известного выражения для дельта Е-эффекта (Е э — Ео) /Ео и составляет 207. для отожженного никеля и магнитострикционных ферритов.

Коэффициент отражения акустической

2 1Е Eq волны равен К = 1 — — ;=; для

E. +УЕ E исключения отражения акустической волны от конца звукопровода 2, противоположного излучателю-приемнику 1, устанавливают демпфер 5.

Положение подвижного магнита 3 и связанного с ним контролируемого объекта определяют из соотношения 1,1 х = — где д t — время распрост2 ранения акустической волны от излучателя-приемника 1 до локальной области участка 4, намагниченного до магнитного насыщения, и обратно;

V — - скорость звука в магнитострикционном эвукопроводе 2.

Магнит 3 создает остаточную намагниченность участков материала магнитострикционного эвукопровода 2, что изменяет его модуль упругости.

Для увеличения амплитуды отраженного сигнала материал магнитострикционного звукопровода 2 перед каждым циклом измерений размагничивают, уменьшая влияние остаточной индукции.

Эта операция может быть осуществлена, например, генератором размагничивающих импульсов, В противном случае коэффициент К отражения без размагничивания уменьшается. . Опытный магнитострикционный преобразователь, содержащий звукопровол

Составитель А. Шман

РедактоР И. Рыбченко ТехРеД . 0,Цеце КоРРектоР О. ТигоР, Заказ 9438/33 . Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1 в виде ленты толщиной 0 5-1 мм имеет мкс чувствительность 0,4 и позволяет мм измерять перемещения в диапазоне

800 мм с разрешающей способностью

0,1-0,2 мм. Затухание ультразвуковой волны составляет 2-3 дб/м.

129490 4

Использование предлагаемого спо- .соба позволяет повысить точность оп ределения положения подвижного объекта при кратковременном исчезнове5 нии питающего напряжения и уменьшить мощность потребления в импульсном режи ме работы излучателя акустической волны.