Устройство для измерения толщины ферромагнитных лент и листов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля толщины ферромагнитных лент и листов. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит первый магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2 и второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, замыкающие контролируемый объект 5, первый токосъемный резистор 6, первый 9 и второй 10 детекторы, блок 12 задания магнитодвижущей силы, вычитающий блок 13 и индикатор 14 контролируемой величины. Введение в устройство источника 8 переменного напряжения, второго токосъемного резистора 7, сумматора 11 и образование новых связей обеспечивает возможность контроля толщины ферромагнитных лент и пластин в процессе их перемещения. 3 ил. ы Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s 6 01 В 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762425/28 (22) 27.11.89 (46) 07.05.92.Бюл. hL 17 (71) Производственное объединение "Ижевский мотозавод" (72) С.К.Водеников и С.В.Панин (53) 531.717.7(088.8) (56) Наумов Н,M., Михляев П.Г. Резистометрический неразрушающий контроль деформированных алюминиевых сплавов.M.;Ìåòàëëóðãèÿ, 1974, с.82, рис.43.

Авторское свидетельство СССР М

1415043, кл. 6 01 В 7/10, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЛЕНТ И ЛИСТ08 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля толщины ферромагнитных лент и листов. Цель изобретения— расширение области применения. Устройство содержит первый магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2 и второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой

4, замыкающие контролируемый объект 5, первый токосъемный резистор 6, первый 9 и второй 10 детекторы, блок 12 задания магнитодвижущей силы, вычитающий блок 13 и индикатор 14 контролируемой величины.

Введение в устройство источника 8 переменного напряжения, второго токосъемного резистора 7, сумматора 11 и образование новых связей обеспечивает возможность контроля толщины ферромагнитных лент и пластин в процессе их перемещения. 3 ил.

1732141

25

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины ферромагнитных лент и листов, Известны устройства для контроля толщины листов, содержащие первичную (намагничивающую) катушку, подключенную к генератору переменного тока, вторую (приемную) катушку, подключенную через.усилитель к измерительному прибору, причем контролируемый металлический лист помещается между намагничивающей и приемной катушками. Недостатками известных устройств являются сложность отстройки от нестабильности магнитных свойств листа и

его электропроводности и необходимость проведения дополнительных исследований при переходе от одного материала листа к другому.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для неразрушающего контроля, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установлен ные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения в нем контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый выпрямитель, подключенный входом к концу намагничивающей обмотки и к первому выводу токосъемного резистора, второй выпрямитель, блок задания магнитодвижущей силы, индикатор контролируемого параметра и вычитающий блок, к первому входу которого подключен выход блока задания магнитодвижущей силы, а к выходу — индикатор контролируемого параметра.

Известное устройство не позволяет определять толщину ферромагнитных лент и пластин.

Цель изобретения — расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установленные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый выпрямитель, вход которого подключен к выходу намагничивающей обмотки и первому выводу токосъемного резистора, второй выпрямитель, блок задания магнитодвижущей силы и соединенный с его выходом блок вычитания, введены сумматор и второй токосъемный резистор, а блок питания выполнен в виде источника переменного напряжения, начала компенсационной и намагничивающей обмоток соединены с выходом источника переменного напряжения,конец компенсационной обмотки соединен с первым выводом второго токосъемного резистора, входы сумматора соединены с выходами первого и второго детекторов, его выход — с вторым входом блока вычитания, вторые выводы токосъемных резисторов и второй выход источника переменного - напряжения соединены с шиной нулевого потенциала, На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема замещения магнитной цепи; на фиг.3 — участок магнитной цепи, поясняющий работу устройства.

Устройство содержит первый магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2 и второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, замыкающие контролируемый объект 5, первый 6 и второй 7 токосъемные резисторы, источник 8 переменного напряжения, первый 9 и второй 10 детекторы, сумматор 11, блок 12 задания магнитодвижущей силы (МДС), блок 13 вычитания и индикатор 14 контролируемого параметра, при этом к выходу источника 8 переменного напряжения подключены начала намагничивающей 2 и компенсационной 4 обмоток, концы которых соединены с входами, соответственно, первого 6 и второго 7 токосъемных резисторов, вторые выводы которых подключены к второму выходу источника 8 переменного напряжения, выходы первого 9 и второго 10 детекторов подключены к соответствующим входам сумматора 11, выход которого подключен к второму входу блока 13 вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока 12 задания МДС, а выход подключен к индикатору 14 контролируемой величины.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение U с выхода источника 8 переменного напряжения падает на двух параллельно соединенных цепях, содержащих, соответственно, последовательно соединенные намагничивающую обмотку 2 и первый токосъемный резистор 6 и последовательно соединенные компенсационную обмотку 4 и второй токосъемный резистор 7 (фиг. 1). Омическое сопротивление токосъемных резисторов выбрано много меньше индуктивных сопротивлений обмоток 2 и 4, что позволяет с достаточной точностью считать, что напряжения на обмотках 2 и 4 одинаковы и равны напряжению U - на выходе источника 8 переменного напряжения, а значит одинаковы и амплитуды магнитных потоков в первом 1 и втором 3 магнитопро1732141

25 водах, поскольку поток в магнитопроводе однозначно определяется амплитудой напряжения, приложенного к обмотке, размещенной на этом магнитопроводе и не зависит от магнитных свойств магнитопровода и наличия зазоров. Вследствие равенства и синфазности потоков в первом и втором магнитопроводах поток, ответвляющийся в контролируемую ленту 5 (лист) равен нулю и точки, лежащие на ленте под центрами полюсов магнитопроводов эквипотенциальны. Эти точки соответствуют точкам а и b на схеме замещения магнитной цепи (фиг.2), на которой через F1 и F2 обозначены магнитодвижущие силы, приложенные, соответственно, к намагничивающей обмотке 2 и к компенсационной обмотке 4, через RM o6o3H eH M iH TH e collpoTMB ления магнитопроводов 1,3, через Я31 и Яз — магнитные сопротивления зазоров между лентой 5 и полюсами первого магнитопровода 1 и через Я32 и Я32 — магнитные сопротивления зазоров между лентой 5 и полюсами второго магнитопровода 3.

Эквипотенциальность точек а и Ь позволяет записать соотношения

F1 = % (Ям + R31 + Я31) И

F2 = Ф1 (Ям + R32 + R32) (2) где Ф1 — амплитуда магнитного потока. 30

Уровень напряжения 01 на выходе первого детектора 9 пропорционален МДС F< в намагничивающей обмотке 2, а именно

01=K F2, где К вЂ” известный коэффициент пропорциональности, а уровень 02 постоян- 35 ного напряжения на выходе второго детектора 10 пропорционален МДС F2 в компенсационной обмотке 4, Ог = К Ег. На выходе сумматора 11 реализуется постоянный уровень 03, для которого справедливо: 40

03=01+Ог=К (F)+F2) (3) или с учетом соотношений (1) и (2), 03 = К 2 Ф Ям + К2 Ф (Я31 + Я31 + Я32 + Я32). (4) 4

При фиксированном расстоянии D 45 между полюсами первого 1 и второго 3 магнитопроводов (фиг.3) суммарное магнитное

Ф и сопротивление зазоров R3< + Язг пропорционально разности D-h, где h — толщина контролируемой ленты 5, поскольку магнитное сопротивление участка цепи пропорционально его длине. Аналогично, суммарное и магнитное сопротивление R33+ R32 пропорционально той же разности D — h с тем же коэффициентом пропорциональности, а вы- 55 ражение (4) может быть записано в виде:

03 = К 2 Ф1 Ям+ К К1(0-h), (5) где K> — постоянный коэффициент, определяемый опытным путем, включающий в качестве сомножителя величину Ф, поскольку по условиям контроля это постоянная (заданная) величина, определяемая напряжением на выходе источника 8 напряжения.

Устройство может работать в двух режимах, а именно в режиме измерения толщины ленты и в режиме измерения отклонения толщины от заданного значения.

В первом случае, в отсутствии контролируемой ленты (h=O), устанавливают постоянный уровень напряжения (U») на выходе блока 12 задания МДС, при котором на выходе блока 13 вычитания реализуется нулевой уровень. Очевидно, что для О» справедливо в этом случае, с учетом соотношения (5) и того, что h=O

0»=2 Ф) Ям К+К К1 О (6) и при последующей работе по определению толщины ленты показания индикатора 14 контролируемого параметра будут пропорциональны разности 03-U», а значит, с учетом (5) и (6), пропорциональны й— толщине контролируемой ленты.

Во втором режиме для калибровки (задания напряжения на выходе блока 12) используется лента заданной толщины ho u для напряжения О» на выходе блока 12 в этом режиме справедливо соотношение

U» = 2K Ф1 RM+ К К1(0-Ьо) (7)

С учетом (5) и (7) в этом режиме показания индикатора 13 контролируемого параметра будут пропорциональны разности

h-hc. Для определения К может быть в частности использована лента с известной толщиной (определенной, например, с помощью микрометра).

Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от известного обеспечивает возможность контроля толщины ферромагнитных лент и листов в процессе их движения. При этом исключается влияние на результат контроля магнитных свойств ленты и ее электропроводности, поскольку контролируемый участок ленты между соседними полюсами каждого магнитопровода в момент измерения не перемагничивается, а перемагничивание ленты в перпендикулярном направлении не влияет на результат вследствие того, что магнитное сопротивление ее в этом направлении много меньше магнитного сопротивления зазоров и исключается влияние на результат смещения ленты относительно полюсов датчика, Формула изобретения

Устройство для измерения толщины ферромагнитных лент и листов, содержащее первый магнитопровод с намагничива1732141 ющей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установленные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый вывод которого соединен с выходом намагничивающей обмотки, первый детектор, второй детектор, блок задания магнитодвижущей силы и соединенный c его выходом блок вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено сумматором и вторым токосъемным резистором, а блок питания выполнен в виде источника переменного напряжения, конец компенсационной обмотки соединен с

5 первым выводом второго токосъемного резистора и входом второго детектора, входы сумматора соединены с выходами первого и второго детекторов, его выход — с вторым входом блока вычитания, вторые выводы то10 косъемных резисторов и второй выход источника переменного напряжения соединены с шиной нулевого потенциала.

1732141

Составитель С.Водеников

Техред М.Моргентал Корректор Т. Ваш

Редактор Н.Химчук

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

Заказ 1573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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