Электромагнитный датчик положения свариваемого стыка

 

Изобретение относится к приборостроению ,в частности, к контрольно-измерительной технике сварочного производства, и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования положения сварочного инструмента. Цель изобретения - повышение точности определения параметров свариваемого стыка за счет повышения чувствительности измерения. Датчик состоит из одной полезадающей и четырех индикаторных катушек индуктивности, четырех конденсаторов, диодов, линейных детекторов и интеграторов, а также генератора высокой частоты, блока обработки сигналов и блока управления. Повышение чувствительности достигается включением четырех индикаторных катушек индуктивности в резонансные колебательные контуры, которые для исключения взаимовлияния включаются блоком управления во времени. Сигналы с резонансных контуров через линейные детекторы и интеграторы подаются на блок обработки сигналов, который формирует три параметра стыка свариваемых изделий: высоту сварочной головки до свариваемых деталей, отклонение от оси стыка и величину разделки шва. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 9/10! ЮЯВЗНМ

ГОСУАЧ СтВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4227359/24-27 (22) 10.04,87 (46) 23.06.89. Бюл. ¹ 23 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.Г.Рябцев, А.К.Легкобыт, В.Г.Запускалов, Н.В.Богданов и А.В.Сигов (53) 621. 791. 75(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1234101, кл. В 23 К 9/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1016102, кл. В 23 К 9/10, 1983. (54) ЭЛЕКТРОГЯГНИТНЬЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СВАРИВАЕМОГО СТИКА (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к контрольноизмерительной технике сварочного производства, и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования положения сварочного инструмента. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к приборостроению, в частности к контрольноизмерительной технике сварочного производства, и может быть испольэоно в устройствах автоматического регулирования положения сварочного инструмента.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров свариваемого стыка за счет повышения чувствительности измерения путем включения индикаторных катушек индуктивности в резонансные колебательные контуры.

„„SU„„1488150 А1 точности определения параметров свариваемого стыка за счет повьппения чувствительности измерения. Датчик состоит из одной полезадающей и четырех индикаторных катушек индуктивнос— ти, четырех конденсаторов, диодов, линейных детекторов и интеграторов, а также генератора высокой частоты, блока обработки сигналов и блока правления, Повышение чувствительности достигается включен:чем четырех индикаторных катушек ипдуктивности в реэонансньге колебательные контуры,ко.торые для исключения взаимовлияния включаются блоком управления во времени. Сигналы с резонансных контуров через линейные детекторы и интеграторьг подаются на блок обработки сигналов, который формирует три параметра стыка свариваемых изделий: высоту сварочной головки qo свариваемых деталей, отклонение от оси стыка и величину разделки шва, 1 эмап. ф-лы, 5 ил.

На фиг.1 изображена структурная схема датчика; на фиг.2 — индикаторный резонансный колебательный контур, на фиг,3 — блок управления датчика; на фиг.4 — эпюры выходных сигналов блока датчика; на фиг,5 — стык свариваемых изделий.

Электромагнитный датчик положения св ариваемого стыка (фиг, 1) содержит генератор 1 высокой частоты, полезадающую катушку 2 индуктивности,индикаторные резонансные контуры 3-6, детекторы 7-10, интеграторы 11-14, 1488150

30

50 блок 15 обработки сигналов,и блок 16 управления, Генератор 1 высокой частоты подключен к полезадающей катушке 2 индуктивности. Каждый из индикаторных резонансных контуров 3-6 соединен с соответствующими входами детекторов 7-10, Выходы детекторов соединены с соответствующими входами интеграторов 11 — 14. Выходы интеграторов соединены с соответствующими входами блока 15 обработки сигналов, Индикаторный резонансный контур (фиг.2) состоит из последовательно включенных индикаторной катушки индуктивности L, диода VD конденсатора

С, и разделительного конденсатора С .

Блок 16 управления (фиг,3) состоит из генератора 17 тактовых импульсов, счетчика 18 импульсов, усилителей 19-22 мощности и заградительных фильтров 23-26 ° Выход генератора 17 тактовых импульсов подключен к входу счетчика 18 ° Выходы счетчика 18 подключены к входам усилителей 19-22 мощности, Сигналы с выходов усилителей 19-22 мощности через заградительные фильтры 23-26 подаются .на индикаторные резонансные контуры 3-6, Датчик работает следующим образом, При протекании через полезадающую катушку 2 индуктивности (фиг,1) токов высокой частоти от генератора 1 создается электромагнитное поле.

Под действием этого поля в свариваемых изделиях наводятся вихревые токи, которые наводят в индикаторных катушках индуктивности вторичную ЭДС.В общем случае величина вторичной ЭДС зависит от высоты h расположения полезадающей катушки индуктивности над свариваемыми деталями, от величины зазора q между ними, от значения смещения оси симметрии шва относительно оси симметрии полезадающей катушки Х, от превышения кромок стыка h h, При настройке индикаторных катушек в резонанс с частотой запитки полезадающей катушки 2 резко возрастает напряжение, снимаемое с резонансных контуров 3-6 и, следовательно, резко возрастате чувствительность к измеряемым параметрам, Настройка резонансного контура в резонанс на несущую частоту позволяет повысить помехозащищенность от влияния мешающих электромагнитных полей. Так как принцип выделения информации об отдельных параметрах свариваемого стыка основан на различной чувствительности каждой из индикаторных катушек к соответствующим параметрам стыка, в значительной мере на точность измерения параметров стыка оказывает взаимовлияние индикаторных катушек как за счет магнитной связи между собой, так и непосредственно через полезадающую катушку.Это взаимовлияние заметно возрастает при настройке индикаторных катушек в резонанс, так как при этом образуется система связанных резонансных контуров. Для устранения этого влияния осуществлено последовательное включение индикаторных катушек индуктивности в резонансный контур.Включение осуществляется с помощью диодного ключа и блока 16 управления, Генератор 17 тактовых: импульсов формирует последовательность тактовых импульсов. Сигналы со счетчика 18 (фиг.3) с последовательностью, показанной на фиг.4, усиливаются усилителями 19-22 мощности и через заградительные фильтры 23-26 подаются на соответствующие контуры 3-6, осуществляя через диодные ключи последовательное во времени подключение индикаторных катушек индуктивности L.Про-. детектированные детекторами 7-10 сигналы с индикаторных резонансных контуров 3-6 через интеграторы 11-14 подаются на блок 15 обработки сигналов. Блок обработки сигналов (фиг. 1) позволяет определять три параметра стыка свариваемых изделий; высоту Ь сварочной головки до свариваемых деталей, отклонение оси стыка Х и величину разделки шва (фиг.5).

Электромагнитный датчик позволит создать оптимальный процесс сварки сварочными роботами, что обеспечит повьппение производительности труда, экономию электроэнергии, а также качество сварного шва.

Формула изобретения

1. Электромагнитный датчик положения свариваемого стыка, содержащий четыре индикаторные катушки индуктивности и одну полезадающую, соединенную с генератором высокой частоты, четыре линейных детектора и блок обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точ1488150 ности определения параметров свариваемого стыка, чувствительности и помехозащищенности к внешним электромагнитным полям, дополнительно введены блок управления, четыре интегратора, четыре разделительных конденсатора, четыре диода и четыре конденсатора, при этом каждай индикаторная катушка индуктивности образует с 1п конденсатором и диодом резонансный колебательный контур, в котором общая точка соединения индикаторной катушки индуктивности и конденсатора подключена к заземляющему контуру, второй 15 вывод индикаторной катушки индуктивности связан с катодом диода, анод которого соединен с вторым выводом конденсатора н с выходом блока управления и через последовательно соединенные разделительный конденсатор, линейный детектор и интегратор с входом блока обработки сигналов.

2. Датчик по п.1,о т л и ч а ю— шийся тем, что блок управления состоит из генератора тактовых импульсов, соединенного с входом счетчика, четыре выхода которого через соответствующие последовательно соединенные усилитель мощности и заградительный фильтр соединены с четырьмя выходами блока управления.

1488150 с ф

9 4

) с ф ф м а3

Ю с

Ь ъ

fJdlIA ig

ud„„

VdÄÄÄ иа„, 4Ье. 3

Индикоторные ир ууил и

Ф ля/

Составитель В.Грибова

Редактор В.Петраш Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 3497/17 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101