Способ бесконтактного измерения линейных размеров

 

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕТОВ, заключающийся в создании электростатического поля между двумя электродами, измерении параметра коронного разряда между электродами и определении размеров по этому параметру, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, надежности и точности измерений, в первый электрод подают под давлением токопроводящую жидкость и формируют мениск заданной кривизны, повышают напряжение поля между мениском и вторым электродом до искрового пробоя, после чего напряжение поддерживают постоянным н с S регистрируют частоту коронных разрядов, по которой определяют измеряемый линейный сл размер.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (ll) SU (s1)4 G 01 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3702137/25 — 28 (22) 16.02.84 .(46) 15,08.85. Бюл. N 30 (72) В. И. Безруков, П. К. Блоков, А. Г. Ко. рольчук и Л. Г. Муханин (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт точной механики и оптики (53) 531.717 1 (088.8)

: (56) Туричин А. М. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. — М вЂ” Л.:

Энергия, 1975, с. 576.

Авторское свидетельство СССР N 300748, кл. G 01 В 7/04, 1969. (54) (57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ, заключающийся в создании электростатического поля между двумя электродами, измерении параметра коронного разряда между электродами и определении размеров по этому параметру, о тл и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, надежности и точности измерений, в первый электрод подают под давлением токопроводяшую жидкость и формируют мениск заданной кривизны, повышают напряжение поля между мениском и вторым электродом до искрового пробоя, после чего напряжение поддерживают постоянным и регистрируют частоту коронных разрядов, по которой определяют измеряемый линейный . размер, 1173

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных размеров или деформаций.

Целью изобретения является повышение быстродействии, надежности и точности при измерении линейных размеров или деформаЩЙ.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 и 3 экспериментальные зависимости. 1О

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит два электрода, первый иэ которых выполнен в виде капиллярной трубки 1, а второй — в виде пластины 2.

Капиллярная трубка 1 может быть проводя- 15 шей или диэлектрической, например металлической или стеклянной,, с торцом, перпендикулярным оси. Для повышения точности и надежности работы торец должен обладать хорошей смачиваемостью, что достигается, э0 например, его шероховатостью, а внешняя цилиндрическая поверхность — плохой смачиваемостью, что достигается с помощью полирования или покрытием водоотталкивающим слоем. Устройство включает также pery- 25 лируемый высоковольтный источник 3 питания постоянного тока и регистрируюший прибор,4, в качестве которого может быть применен частотомер.

Подавая в капилляриую трубку 1 токопрово дящую жидкость, на ее торце формируют мениск 5, который из-за равенства гидростатического и лаплассовского давлений находится в покое. Размер мениска зависит от гидростатического давления, которое выбирается в диапазоне, указанном на фиг. 3. На мениск 535 в)дают высокое постояннбе напряжение (фиг. 36), и в промежутке между мениском

5 и электродом 2 создается резконеоднородное электрическое поле. Под действием электростати40 ческой индукции на мениске 5 наводится поверхностный заряд с максимальной плотностью у вершины. Электрическая сила нарушает положение б равновесия мениска 5 и вытягивает его в конус. При этом возрастает кривизна, 45 мениска 5, уменьшается межэлектродное рас184 2 стояние 1, что вызываег увеличение напряженности электрического поля до началь. ной напряженности коронирования. В результате возникает коронный разряд.

Мениск 5 под действием лаплассовского давления, достигшего максимального значения, стремится минимизировать свою поверхностную потенциальную энергию и устремляется к положению равновесия, достигая предельного положения 7. Начинаются периодические колебания мениска 5 с образованием коронных разрядов на каждый период беэ каплеобразования. Процесс имеет высокочастотный стабильный характер.

При достижении положения 6 между мениском 5 и электродом 2 происходит коронный разряд, который регистрируют частотомером 4.

Возможен также фотоэлектрический способ регистрации частоты коронных разрядов по импульсному свечению, а также по звуку, сопровождаемому этот процесс. При определенных сочетаниях напряжения О, давления P и зазора h с вершиньг колеблюшегося мениска при каждом колебании отрываются заряженные капли, которые пролетают через отверстие

8 в пластине 2. Эти капли можно фиксировать на подвижной ленте, используя в качестве жидкости чернила. По количеству капель на единице длины бумаги определяют зазор 1

На фиг. 2 показаны характерные фазы автоколебаний мениска воды при диаметре трубки с1„= 0,45 мм, h = 5 мм, 0 = 3,9 кВ, Р= 2,б кПа;

На фиг, Зв показана экспериментально полученная линейная зависимость частоты автоколебаний мениска от изменения зазора h между электродами.

Так как в качестве коронирующего электрода используется мениск жидкости, исключены подгорание, эрозия, нагрев трубки, что обеспечивает повышение надежности и точности измерения.

Быстродействие измерений по предложенному способу возрастает в несколько раз, поскольку. частота коронных импульсов достигает

3 кГц и более.

1173184

,игц

0,8

07,rNa

У,кд

6 9 70 hìì

2,5

8,3

4 5 б Й

Фиг.3

Составитель В. Гордеев

Техред Л.Микеш

Редактор И. Питкина

Корректор А. Обручар

Тираж 651

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5038/3,1

Подписное

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