Способ контроля диаметра диэлектрических деталей цилиндрической формы

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - увеличение точности измерений за счет обеспечения высокой стабильности зависимости фазовой скорости поверхностной волны от диаметра контролируемой детали и несущественности влияния изменений диэлектрической проницаемости материала детали на фазовую скорость вышеуказанной поверхностной волны. Деталь цилиндрической формы устанавливают по оси замедляющей системы, возбуждают в замедляющей системе аксиально-симметричную поверхностную волну и измеряют фазовое время запаздывания, по величине которого судят о диаметре контролируемой детали. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)ю G 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V

М

Ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4600729/28 (22) 01,11,88 (46) 23.08.91, Бюл. М 31 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) Ю.Н.Пчельников, P.Ì,Äûìøèö, А.М.Амельянец и О,Н.Синютина (53) 621.317(088.8) (56) Потапов А,Н., Игнатов В.М., Александров и др. Технологический неразрушающий контроль пластмасс, Л„Химия, 1979, с. 62.

Викторов В.А„Лункин Б,В„Совлуков

А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М,: Энергоиэдат, с. 62-63, рис. 2,19, Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля в системах гибкого автоматизированного производства, и может быть использовано для бесконтактного контроля диэлектрических деталей цилиндрической формы.

Целью изобретения является увеличение точности измерений.

На фиг.1 показана структурная схема для осуществления способа; на фиг,2 — устройство для осуществления предлагаемого способа.

Схема для осуществления способа содержит генератор 1 электромагнитных колебаний, замедля ющую систему 2 цилиндрической формы, фазометр 3, конт„„Я „„1672210 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАМЕТРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — увеличение точности измерений за счет обеспечения высокой стабильности зависимости фаэовой скорости поверхностной волны от диаметра контролируемой детали и несущественности влияния изменений диэлектрической проницаемости материала детали на фазовую скорость вышеуказанной поверхности волны.

Деталь цилиндрической формы устанавливают по оси замедляющей системы, возбуждают в замедляющей системе аксиально-симметричную поверхностную волну и измеряют фазовое время запаздывания, по величине Б которого судят о диаметре контролируемой детали. 2 ил. ролируемую деталь 4. Замедляющая система 2 содержит цилин,рическую спираль 5, диэлектрическую втугку 6, металлический экран 7 и устройства 8 и 9 связи.

Предлагаемый способ измерения диаметра диэлектрических деталей цилиндрической формы осуществляется следующим образом.

Контролируемую деталь 4 помещают (или пропускают) по оси замедляющей системы 2 цилиндрической формы. С помощью генератора 1 электромагнитных колебаний в замедляющей системе 2 возбуждают аксиально-симметричную поверхностную волну, которую с выхода замедляющей системы 2 подают на фазометр 3. Сравнивая фиксируемую фазометром 3 фазу волны со значени1672210

15 ф = Р + kV = cu e po, (3) 20

25 ф =aPLoCo (<) (4) 30 Р (2) е — 1, где 5 —, я+1 детали. ем фазы при установке в замедляющей системе 2 эталонной детали, по калибровочному графику определяют отклонение диаметра контролируемой детали от номинального значения.

В общем случае схема измерения фазы может быть выбрана и другой,в частности путем сравнения фазы сигналов, прошедших через замедляющую систему 2 и через линию задержки (не показана).

Замедляющая система 2, применяемая в качестве чувствительного элемента для осуществления предложенного способа, может представлять цилиндрическую спираль 5, закрепленную нэ внутренней поверхности или в толще диэлектрической втулки

6, окруженную снаружи металлическим экраном 7. Входной конец спирали 5 соединен с устройством 8 связи, выходной — с устройством 9 связи, выполненными в виде коаксиальных переходов.

Фазовая постояннаяф характеризует замедление волны и (и --Р /k), где k — волновое число. Замедление и находится иэ решения дисперсного уравнения, которое при использовании метода эквивалентных линий может быть представлено в виде где Lo — эквивалентная погонная индуктивность;

Со — эквивалентная емкость;

Р фазовая постоянная.

Установка внутри замедляющей системы 2 диэлектрической детали приводит к изменению эквивалентной емкости С и практически не влияет на эквивалентную индуктивность Q, при этом эквивалентная емкость С определяется следующим выражением: Ь и е — абсолютное значение диэлектрической проницаемости вакуума и относительное значение диэлектрической проницаемости контролируемой детали 4, Ь вЂ” средний радиус спирали 2; а — диаметр контролируемой детали 4.

При относительно высоких частотах влияние диэлектрической проницаемости на результаты измерения диаметра невелико. Относительно высокой частотой для эксивльно-симметричных замедляющих . систем 2, в частности спирали 5, является такая, при которой произведение среднего радиуса в замедляющей системы на поперечную постоянную пбольше двух(Ь т >

2); ксвяээна с фаэовой постоянной Р и волновым числом соотношением где в- угловая частота; ро- магнитная проницаемость вакуума.

Дифференцируя обе части (2) и (3) по а при k - const и полагая ф/291, после несложных преобразований находим следующее выражение для относительной чувствительности измерения радиуса диэлектрической детали 4 по изменению фазы волны

Из анализа выражения (4) следует, что относительная чувствительность тем больше, чем больше $ и чем меньше зазор между спиральк1 5 и контролируемой деталью 4.

Формула изобретения

Способ контроля диаметра диэлектри- ческих деталей цилиндрической формы, заклю40 чающийся В том что кон pon руемую деталь помещают в поле электромагнитной волны и измеряют возмущени з электромагнитного поля, вызванное контролируемой деталью, о т л и ч э ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, контролируемуюдеталь цилиндрической формы устанавливают по оси цилиндрической замедляющей системы, возбуждают в замедляющей системе аксиально-симметрическую поверхностную волну и измеряют фазовое время запаздывания, по величине которого судят о диаметре контролируемой

Фиг.2

Составитель Л.Лапшин

Редактор Л.Гратилло Техред M,Mîðãåíòàë Корректор С.Шевкун

Заказ 2829 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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