Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности ферромагнитных тел

 

Изобретение может быть использовано при определении температур поверхности ферромагнитных тел. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния паразитных емкостей. Увеличение температуры поверхности тела приведет к уменьшению удельной проводимости материала тела и его магн.проницаемости . Изменение удельной проводимости вызовет изменение фазы напряжения на выходе фазометра 8, и на выходе сумматора 9 появится напряжение не равное , нулю. Это вызовет уменьшение напряжения на обмотке 4 подмагничивания, что вызовет увеличение магн.проницаемости материала ферромагнитной детали 18. Уменьшение тока йодмагничивания будет происходить до тех пор, пока величина обобщенного параметра не будет равна начальной, заданной в режиме настройки. В этот момент на-о пряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„137 61

П11 4 С 01 К 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988086/24-10 (22) 16.12.85 (46) 29.02.88. Бюл, У 8 (71) Пермский политехнический институт (72) Б.С.Игнатьев, Н.М.Лицын, А.В,Мамаев и В.А.Панов (53) 536. 53 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 516915, кл. С 01 К 7/36, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1196700, кл, С 01 K 7/36, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТЕЛ (57) Изобретение может быть исполь-. зовано при определении температур поверхности ферромагнитных тел. Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет исключения влияния паразитных емкостей. Увеличение температуры поверхности тела приведет к уменьшению удельной проводимости материала тела и его маги.проницаемости. Изменение удельной проводимости вызовет изменение фазы напряжения на выходе фаэометра 8, и на выходе сумматора 9 появится напряжение не равное.нулю. Это вызовет уменьшение напряжения на обмотке 4 подмагничивания, что вызовет увеличение маги.проницаемости материала ферромагнитной детали 18. Уменьшение тока *одмагничивания будет происходить до тех пор, пока величина обобщенного параметра не будет равна начальной, заданной в режиме настройки. В этот момент на- 1 пряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела. 1 ил.

1377616

Задатчик 10 напряжения настраивают таким образом, чтобы на выходе сумматора 9 был нуль (контролируется

40 вольтметром, который на чертеже не показан). При этом задатчик 10 напряжения фиксирует начальный угол сдвига фаз, который соответствует определенному значению обобщенного пара45 метра х где К вЂ” радиус детали, температура поверхности которой определяется.

3 1ь о р где u — циклическая частота генератора;

1 и б — начальные значения абсоо магHHTHQH IIPoHHQB 55 емости и удельной проводимости материала детали.

Величиной напряжения задатчика 17 напряжения задается начальное значеИзобретение относится к температурным измерениям и может использоваться при определении температур поверхности ферромагнитных тел.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения влияния паразитных емкостей.

На чертеже показано предлагаемое устройство. 10

Устройство содержит детектирующую катушку 1 с обмотками возбуждения 2, измерительной 3 и подмагничивающей

4, балластную катушку 5 с обмотками возбуждения 6 и измерительной 7, фа- 15 зометр 8, сумматор 9, задатчик 10 напряжения, интегратор 11, ключ 12 с подвижным !3, неподвижным 14 и дополнительным неподвижным 15 контакта-. ми, дифференциальный усилитель 16 и 20 дополнительный задатчик 17 напряжения. Один из выводов возбуждающей обмотки 2 детектирующей катушки 1 подключен к генератору (не показан). Позицией 18 25 таль, температура которой измеряется.

Устройство работает следующим образом.

В режиме настройки ключ 12 находится в положении Н. Ток обмотки 4 подмагничивания имеет максимальное значение. Деталь 18, имеющую начальную температуру, помещают в детектирующую катушку 1 и фазометр 8 измеряет начальный угол сдвига фаз между напряжениями измерительных обмоток. ние тока подмагничивания, что соответствует начальному значению магнитной проницаемости детали р,, а следовательно, в соответствии с формул лой

Ь =

fGp где 4 — глубина проникновения электромагнитного поля в деталь;

f — частота электромагнитногополя.

Начальная глубина проникновения электромагнитного поля в деталь —, В режиме измерения ключ 12 находится в положении P. Увеличение температуры поверхности тела приводит к уменьшению удельной проводимости материала тела и его магнитной проницаемости, Чтобы величина обобщенного параметра х и глубина проникновеь ния электромагнитного поля в теле остались неизменными, необходимо либо увеличить частоту и, либо увеличить магнитную проницаемость тела за счет уменьшения тока подмагничивания . Так как ферромагнитные свойства тел при.больших частотах ухудшаются, в предлагаемом устройстве постоянст- во величины обобщенного параметра при изменении температуры поддерживается за счет уменьшения тока подмагничивания.

Реализуется это следующим образом. Пусть температура тела увеличилась от температуры Ть до Т, . Это приводит к уменьшению удельной проводимости материала ферромагнитного тела от величины бь до G, и магнитной проницаемости от р, до р, и вызывает уменьшение обобщенного параметра до х, и увеличению глубины проникновения электромагнитного поля в деталь до

Изменение удельной проводимости вызывает изменение фазы напряжения на выходе фазометра 8, на выходе сумматора 9 появляется напряжение не равное нулю. Это в свою очередь вызывает рост напряжения на выходе интегратора 11 и на инвертирующем входе дифференциального усилителя 16, сле- довательно, уменьшается напряжение на обмотке 4 подмагничивания. Уменьшение тока подмагничивания вызывает увеличение магнитной проницаемости материала. ферромагнитной детали 18.

Уменьшение тока подмагничивания про1377616

Со с та в ит ель Н . Мак аров

Редактор М,Петрова Техред П.Сердюкова корректор. С.Шекмар

Заказ 858/34 Тираж 607 Подписное

RHH_#_IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул.Проектная,4 исходит до тех пор, пока величина обобщенного параметра х, не станет равной начальной х, заданной в режиме настройки, В этот момент напряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела.

Причем из равенства х = х, следует, что р,G, = p,g, =const, а это означает 0 равенство глубины проникновения электромагнитного поля в деталь Ь,, начальной: Ь, = Ь,, т.е. с изменением температуры поверхности тела температура глубинных слоев детали не влияет на результат измерения.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности фер- g0 ромагнитных тел, содержащее генератор, дифференциальный усилитель, балластную и детектирующую катушки, задатчик напряжения, интегратор, сумматор, ключ с подвижным и неподвижным кон- 25 тактами, а также фазометр, выход которого подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход задатчика напряжения, отличающееся тем, что, с

Г целью повышения точности измерения эа счет исключения влияния паразитных мкостей, в него введен дополнительный задатчик напряжения, при этом детектирующая катушка выполнена трехобмоточной с возбуждающей, измерительной и подмагничивающей обмотками, балластная катушка — двухобмоточной с возбуждающей и измерительной обмот-: ками, а ключ снабжен дополнительным неподвижным заземленным контактом, возбуждающие обмотки детектирующей и балластной катушек соединены последовательно, первый вывод возбуждающей обмотки детектирующей катушки подключен к генератору, первые выводы других обмоток заземлены, вторые выводы измерительных обмоток катушек подсоединены к входам фазометра, выход сумматора подключен к входу интегратора, инвертирующий вход дифференциального усилителя через ключ подсоединен к выходу интегратора, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с выходом дополнительного задатчика напряжения, а выход дифференциального усилителя — с вторым выводом подмагничивающей обмотки,