Пневмоэлектрическое устройство для контроля профиля поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля поверхности тел, в том числе для выявления дефектов плоских или цилиндрических тел. Цель изобретения повышение точности измерений - достигается благодаря тому, что в пневмоэлектрическом устройстве для контроля профиля поверхности, содержащем измерительное сопло с выпуклым или плоским ториом, источник сжатого газа, сообщенный с входом измерительного сопла, пневмоэлектрический преобразователь, вход которого сообщен измерительным каналом с измерительным соплом, и связанную с преобразователем электронную систему обработки измерений, вход в измерительный канал расположен на торце сопла в наиболее выступающей его части, пневмоэлектрический преобразователь расположен в сопле, а система обработки измерений оснащена узлами выделения статической и динамической составляющих измеренной величины 8 з п ф-лы, 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 13/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) 156058 (DD) (21) 7771698/28 (22) 16.03,81 (31) WP 6 01 В!220790 (32) 30.04.80 (33) DD (46) 15.05.91. Бюл. М 18 (71) ФЕБ Карл-Цейсс-Йена (DD) (72) Малц Дитрих и Цигенхан Криста (DD) (53) 531.717.1(088,8) (54) ПHEВMОЗЛЕITPt4ЧЕСКОЕ УСТРО!4СТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля поверхности тел, в том числе для выявления дефектов плоских или цилиндрических тел. Цель изобретения—

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля поверхности тел., в том числе для выявления дефектов плоских и цилиндрических тел, Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображенопневмоэлектрическое устройство с круглым отверстием для выхода газа измерительного сопла и механической системой перемещения измерительного сопла; на фиг. 2 — то же, с отверстием измерительного сопла для выхода газа продольной формы на параллельных, расположенных друг против друга, сторонах измерения, с регулируемым усилителем в качестве устройства коррекции из„„5U„„1649268 А1 повышение точности измерений — достигается благодаря тому, что в пневмоэлектрическом устройстве для контроля профиля поверхности, содержащем измерительное сопло с выпуклым или плоским ториом, источник сжатого газа, сообщенный с входом измерительного сопла, пневмоэлектрический преобразователь, вход которого сообщен измерительным каналом с измерительным соплом, и связанную с преобразователем электронную систему обработки измерений, вход в измерительный канал расположен на торце сопла в наиболее выступающей его части, пневмоэлектрический преобразователь расположен в сопле, а система обработки измерений оснащена узлами выделения статической.и ди- 3 намической составляющих измеренной величины. 8 з.п. ф-лы, 3 ил. мерительных данных; на фиг. 3 — то же, для контроля стержней.

Устройство содержит измерительное сопло 1, механическую систему 2 перемещения для автоматического регулирования расстояния измерительного сопла по отношению к контролируемой поверхности 3 и канал 4 обработки статического сигнала с каналом 5 для обработки динамических измерительных данных. Измерительное сопла

1 состоит из входного отверстия 6 и выходных отверстий круглой формы, являющихся по всей своей кольцевой поверхности стороной 7 измерения. Истечение газа происходит в этом случае радиально во все стороны.

Сторона 7 измерения расположена при рабочем положении измерительного сопла

>649268

4г;

1 нег осредственно над поверхностью :3 испытуемого образца так, что канал истечения

Газа действует как аэродинамическая труба

Бернулли. B,lito b кольцевОЙ поверхности могут возникать при различных расстояниях поверхности 3 относительно кольца измерительного сопла различные скорости истечения и вследствие этого различные давления в местах расположения измерительных отверстий 8, являющиеся мерой соответствующего расстояния, По примеру кольцевой поверхности на стороне 7 измерений может быть расположено достаточно большое количество измерительных отверстий. Осевой разрез измерительного сопла

1 представляет собой для стороны 7 измерения сплошную выпуклую форму. Вблизи одного места стороны 7 измерения, которое ближе всего расположено к поверхности 3, находится измерительное отверстие 8, выходящее в сторону 7 измерения. Место нахождения измерительного отверстия 8 может меняться в небольших пределах.

Большей частью оно располагается в аэродинамическом канале непосредственно пйред местом наибольшего сужения (на фиг. 1 непосредственно перед местом наибольшего сближения стороны 7 измерения с гюверхностью 3). Измерительное отверстие 8 имеет внутри измеригельного сопла 1 расширение 9, в котором может быть установлен пневмозлектрический преобразователь

1G. В измерительном отверстии 8, а также в

er0 расширении 9 действует статическое давление, возникающее при истечении Газа в канала истечения между стороной 7 измерения и поверхностью 3. Скорость гютока, а также действую цее статическое давление в измерительнсм отверстии 8 зависят в основном 0Т расстояния между ограничивающими стенками аэроди амической трубы

Бернулли. Это позволяет ь: змерять расстояние и проводить таким Образом контроль заданного профиля известной поверхности

3, Измерительные данные в качестве абсолютных или относительных величин подвержены даже при движении испытуемого образца или измерительного сопла 1 всего лишь ОтносительнО медл8нным боковым M3"" менениям. В грубом приближении Они могут быть восприняты как статические сигналы. Динамические и статические соот ношения давления изменяются с большой чувствительностью в аэродинамической трубе также при дефектах поверхности, например, трещинах, царапинах, отверстиях и загрязнениях. Такие дефекты возникают при относительном движении испытуемого образца и измерительного сопла только кратковременно. Поскольку в измерителном отверстии 8 имеют место только статические давления, возможно при соответствую щей;-;остоя н ной времени преобразователя, ITO пневмоэлектрический преобразователь 10 реагирует почти беэ инерции и поставляет электронной схеме обработки данных динамические измерительные величины, По своему спектру частот эти динамические измерительные данные при существующих на практике скоростях движения значительно превышают статические сиГналы, П н эвмоэлектрический и реоб разо ватель

1G может быть установлен ТаК, что Он o gHOвременно преобразует статическое лавление нескольких измерительных отверстий 8 в электрические сиГналы. Для этОГО неОбходимо, чтобы в районе ра..ширения 9 Находился соединительный канал 11

Пневмоэлек; рический преобразователь 10 установлен -:гк, чтобы OT расширений 9 каждого измерите, „ьнОI О 0Tвep " !A 8 до обU!его преобразователя "О было соединение приблизительно ад Иаковой длин.::. Пневмоэлектрический преобразователь выдает в этом сл,:чае интегральную измерительную величину с размера поверхности, охватываемой сбедин8нными иэмедитсльнь!ми OTверстиями 8.

ВыходнОй сиГнал I::ileeмОзлектрич8ско"

ra преобразоват8ля 10 Одн0временно перел ается Обоими каналами г и Обработки аННЫ> аНAЛ 4 ОбработКИ СтатИЧЕ ког „. сигнала состоит из усилителя 12, фильтра 13 нижних частот, управляющего устройства

14, Канал обработки динамических данных состоит из усилителя 2, фильтра,5 верхних частот, управляющего устройсгва "6 M выдачи сигналов 17. Усилитель 12 представлен в качестве обще-о узла для Обоих канал. в 4 и

5 Обработки данных (фиг, 1). FORbKo потОм происходит разделение выходногo сигнала пневмоэлектрического преобразавателя .0 в статический сигнал и динамическую измерительную в: личину с помо(цью частотного фильтра с различной пропускной и запирающей характеристикой. Для измерения или

KoHTpoля профиля поверхности выходные значения Обоих каналов 4 и 5 обработки данных должны быть Gee всяких отклонеНИЙ.

На 1.ИГ. 1 изображен случай длл опр.=.деления поверхностных дефектов. В канале .> обработки динамических измерительных данных I а фильтр 15 BelpKHIlx частот попадает выходной сигнал усилителя 12. ПО саоему спектру частот динамические измерительные данные значительно превышают статические сигналы, ТаК что при ñoответс1 венно выбранной пороговой частоте ные А и В к их реальному амплитудному значению. Выход устройства 14 управления соединен одновременно с двумя входами обоих множительных устройств 23, так что их выходные сигналы позволяют оценить абсолютную величину поверхностных дефектов. При испытуемых образцах вытянутой формы поверхность должна контролироваться в начале и в конце цилиндрического тела с одинаковым качеством, как и в середине образца.

Процесс измерения может быть начат тОлькО тоГда, 8сли цилиндрическое иэм8ря" емое тело находится еще или уже находитсЯ пОД обоими cTopoHGMM 21 измерениЯ.

При обозначенном направлении движения может только правая сторона 21 измерения поставлять измерительные данные о начале измеряемого тела. На конце измеряемого тела соотношения обратного характера и измерительные данные поступа от с левой стороны 21 измерения. Для того, чтобы организовать непрерывный контроль поверхности, необходимо съем измерительных данных с правой стороны измерения переключить на левую сторону 21 измерения и ввести накопленные измерительные данные Для промежуточной части, Промежуточная часть cQQTBBTcTEУВт при Этом расстоянию Обеих сторон 21 измерения.

Процесс переключения, накопления и ввода накопленных данных производится c IlQмоЩью лОГической схемы 26, нэ ВыхОДэх которой расположены оба множительные устроЙства 23. Одновременно с переключение 4 в ЛОГической cx8i!I8 25.приводится в действие переключатель 24 через общую схемную проводку 26. Для сигнализации и

p8I истрации иэм» рит ель 1ых данных к лОГи ческой схеме отнесено устройство 17 для

Выдачи дан н ых. ,Приведенные примеры устройств коррекции измерительных величин большей частью взаимозаь.енимы и не ограничены конкретной компоновкой иэмЗрительной аппаратуры согласно фиг. 1 по фиг. 3.

Возможны компоновки с большим разнообразием вариан ов. Например, возможен вариант одной единственной измерительной стороны Вытяну ой формы, представляющей собой отверстие В закрытом пространстве. Испытуемый предмет м жет быть Введен В этО пространстВо или же быть изъят из него.

Формула иэОбретения

1. Пневмоэлектрическое устройство для

КОНТРОЛЯ ПоофИЛЯ АОВВРХНОСТМ, СОДЕРЖЭщее иэмерит8льнОе сопло с Выпуклым или плоским торцОМ, источник сжатоГО Газа, сообщенный с Входом измерительного сспла, пневмозлектрический преобразователь, 5 вход которого сооб;цен измерительным каналом с измерительным соплом, и связанную с преобразователем электронную систему обработки измерений, о т л и ч а ющ 8 8 с я тем, что, с целью пОВыш6ния

М точности. измерений, вход в измерительный канал расположен на торце сопла в наиболее выступающей его части, пневмоэлектрический преобразователь расположен в сопле, а система Обработки измерений ос15 нащена узлами выделения стати геской и динами иской составляющих измеренной

Be j! MUM Hb

2.Устройс опоп.1, о-.личающеес я тем, что вход измерительного какала

29 Выполнен в виде кольцевой щели, расположенной концентрично каналу сспла.

3. Устройство по n., о т л и ч э lo щ 8 ес я тем, что Выход сопла выполHBH в виде расширяющейся цели, а измерительный кэ23 нал выполнен с несколькими входными отВ8РСТИЯМИ

4. Устройство по и, 1, о т л и ч - ю Щ е ес я тем, !TG узлы выделечия статической M ди, амическ»ой составляющих Выполнены в

30 BMJj8 фильтров с различными P.ропускнОЙ M запирающей характеристиками, 5. Устройство по и. 1, о -. л и ч а ю щ е 6с Я тем, что QHo снабжено блоком коррекции измеренной величины, электрическ свя35 занным с выходом узла выделения статической составляющей, 6. Устройство по г. 3, О т л и ч а ю Щ 8 8C Я ТЕМ, ЧТО ВЫХОД СОПЛЭ ВЫПОЛНЕН В ВИДЕ кольцеВОЙ щели, 46

7. YcTpo!3cTBÎ ПО пп. 2 и 6, О т л и ч э ющ е е с я тем, что пневмоэлектрический преобразователь расположен в расширении иэмери :ельного канала, 45 8. Устройство по пп. 1 и „o т л.и ч à ющ е е с я тем, что оно снабжено четным числом пневмозлектрических преобразователей, связанных каждый с одним фильтром, располо кенных двумя группами

50 симметрично относительно канала иэмерительнОГО сопла и преднэзнач6нных соответствен:::.о для Выделения статических и дина:й ;:ческих состаВляющих.

55 9.Устройство поп.5, Отличэющеес я тем, что блок коррекции выполнен в виде регулируемого усилителя в узле выделения динамической составляющей. :« ".1 08

1649268

Составитель 8, Гордеев

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор E. Копча

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

Заказ 1512 Тираж 377 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ho изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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