Стенд для настройки приборов электромагнитного контроля изделий

 

Изобретение относится к горной автоматике , конкретно к устройствам для настройки приборов контроля износа стальных канатов путем оптимизации варьируемых параметров преобразователя прибора по минимуму суммарной погрешности. Цель изобретения - повышение производительности настройки приборов контроля металлических канатов достигается благодаря тому, что стенд содержит модель контролируемого объекта и термобарокамеру с регуляторами температуры и давления, а также П-образную станину, механизм натяжения , регулятор вытяжки, влажности и нагреватель , модель контролируемого объекта выполнена в виде жестко последовательно соединенных друг с другом участков каната, имеющих различную увлажненность, замасленность, толщину цинкового покрытия проволок и количество ржавчины, свободный конец первого участка канала жестко соединен с одним концом П-образной станины , а свободный конец последнего участка каната пропущен через отверстие в другом конце П-образной станины и соединен с механизмами натяжения и вытяжки каната. Нагреватель каната может быть выполнен съемным с активной зоной, меньшей длины отдельного участка каната. Механизм натяжения каната может быть выполнен в виде закрепленной на свободном конце участка каната трубы с наружной резьбой, на которой навинчена гайка с радиальной рукоятью. Механизм вытяжки каната может быть выполнен в виде привода с редуктором, в выходном валу которого выполнено отверстие, через которое пропущен свободный конец последнего участка каната. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил. ел С х| ю ел ы о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730394/28 (22) 14.08.89 (46) 15.02.93. Бюл, ¹ 6 (71) Конотопский электромеханический завод "Красный металлист" (72) M.À.Ãînîâàòûé, А.M.oíèùåíêî, B.Ï.Êîñüìåíêî, В.П,Белоножко и Ю.В.Ершов (56) Патент СССР ¹ 328605, кл. G 01

N 27/90, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 1188632, кл, G 01 N 27/90, 1984, (54) СТЕНД ДЛЯ НАСТРОЙКИ ПРИБОРОВ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к горной автоматике, конкретно к устройствам для настройки приборов контроля износа стальных канатов путем оптимизации варьируемых параметров преобразователя прибора по минимуму суммарной погрешности.

Цель изобретения — повышение производительности настройки приборов контроля металлических канатов достигается благодаря тому, что стенд содержит модель контролируемого объекта и термобарокамеру с регуляторами температуры и давления, а

Изобретение относится к горной автоматике, конкретно к устройствам для настройки приборов контроля износа стальных канатов путем оптимизации варьируемых параметров преобразователя прибора по минимуму суммарной погрешности, и может быть использовано на заводах-изготовителях, в организациях, производящих ремонт и поверку приборов и на предприятиях, эксплуатирующих приборы, .. Ы 1795362 Al также П-образную станину, механизм натяжения, регулятор вытяжки, влажности и нагреватель, модель контролируемого объекта выполнена в виде жестко последовательно соединенных друг с другом участков каната, имеющих различную увлажнен ность, замасленность, толщину цинкового покрытия проволок и количество ржавчины, свободный конец первого участка канала жестко соединен с одним концом П-образной станины, а свободный конец последнего участка каната пропущен через отверстие в другом конце П-образной станины и соединен с механизмами натяжения и вытяжки каната. Нагреватель каната может быть выполнен съемным с активной зоной, меньшей длины отдельного участка каната. Механизм натяжения каната может быть выполнен в виде закрепленной на свободном конце участка каната трубы с наружной резьбой, на которой навинчена гайка с радиальной рукоятью, Механизм вытяжки каната может быть выполнен в виде привода с редуктором, в выходном валу которого выполнено отверстие, через которое пропущен свободный конец последнего участка каната. 3 э.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Известно устройство, содержащее мостовую схему с включенными в ее плечи индуктивными датчиками, источник возбуждения мостовой схемы, схему совпадения, блок пусковых сигналов, многоканальный амплитудный анализатор импульсов, блок делителей напряжения, схемы "ИЛИ" и цепь последовательно соединенных предварительного усилителя, детектора, селектора и индикатора сигналов. Недостатком известного устрой1795362 ства является низкая точность настройки, сложность устройства.

Известно устройство для настройки прибора электромагнитного контроля, содержащее объект контроля, нагреватель или холодильник для нагревания или охлаждения объекта, измерители и регуляторы температ«ры, а также источник опорного сигнала с подключенным к его выходу блоком сравнения, второй выход которого подключен к измерителю температуры, а выход — к регулятору температуры. Недостатком известного устройства является невозможность быстрой настройки с его помощью по минимуму суммарной погрешности, Целью создания стенда является повышение производительности настройки приборов контроля металлических канатов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема стенда; на фиг.2 — вариант конструкции механизмов натяжения и вытяжки каната, Стенд содержит модель контролируемого объекта 1, термобарокамеру 2 с регулятором 3 давления, регулятором 4

25 ром 16 в выходном валу которого выполнено отверстие, через которое пропущен свободный конец последнего участка каната 1.

Между отдельными механизмами проложены шайбы 13 и 14.

На модели каната установлен и может свободно передвигаться настраиваемый преобразователь 23, в котором в заданных температуры. Дополнительно он снабжен регулятором 5 влажности, П-образной станиной 6, механизмом 7 натяжения, регулятором 8 вытяжки и нагревателем 9. Модель 30 контролируемого объекта выполнена в виде жестко последовательно соединенных друг с другом участков 17, 18, 19, 20, 21 и 22 каната, имеющих различную увлажненность, замасленность, толщину цинкового покрытия проволок и количество ржавчины, Свободный конец первого участка каната жестко соединен с одним концом П-образной станины 6, Свободный конец последнего участка каната пропущен через отверстие 40 в другом конце П-образной станины 6 и соединен с механизмами натяжения 7 и вы. тяжки 8 каната.

Нагреватель каната 9 может быть выполнен съемн we с активной зоной меньшей 45 длины отдельного участка каната. Механизм натяжения каната может быть выполнен в виде закрепленной на свободном конце участка каната 1 трубы с наружной резьбой, на которой навинчена гайка 11 с 50 рукоятью 12. Механизм вытяжки может быть выполнен в виде привода 15 с редуктопределах в процессе настройки могут изменяться и фиксироваться такие параметры, как база измерения, количество витков намагничивающей катушки, сечение сердечника магнитопровода преобразователя, величина воздушного зазора между магнитопроводом преобразователя и канатом, магнитная проницаемость сердечника магнитопровода, напряжение переменного тока в катушке возбуждения, частота переменного тока, соотношение длины катушки возбуждения и базы измерения, а также диаметр провода катушки возбуждения.

Измеритель 24 подключен к настраиваемому преобразователю 23.

Реализация процесса настройки конкретного прибора электромагнитного контроля износа стальных канатов шахтных подъемных машин на предложенном стенде осуществляется следующим образом.

Любой, но конкретный настраиваемый прибор предназначен для эксплуатации в определенных условиях. Под заданными условиями работы мы обозначаем здесь известные диапазоны изменения наиболее сильно влияющих факторов: температура каната t — At, увлажненности каната в — Йо, его зэмасленности d — hd, натяжения h-hh, вытяжки Ь вЂ” hb, толщины цинкового покрытия проволок каната l — hl, количества ржавчины в канате g — 6ц, а также температуры

q — hq, влажности а — ha и давления окружающего воздуха р -Лр. По известным диапазонам изменений At, Жо, Лб, h,h, hb, hl, hq, Aa, Лр определяют средние квадратические отклонения (СКО) соответствующих влияющих факторов:

1, 1 а = -At; сгщ — — — Жи oq = -hd; оъ = -A h; б б 6 6

1 1 1, «1 оь = — Ab ц = -hl Og = -hg oq = — hq б б 6 б

Оз — — he; Ор — — Ьр.

6 6

Известные диапазоны ht, Жо,hd, hl и hg позволяют сформировать отличающиеся от основного участка 17, участки каната: участок 18, которые отличается от участка 17 увлажненностью на величину + AN; участок 19, 1 отличающийся от участка 17 замасленностью на величину + Й3; участок 20, отличающийся

1 от участка 17 толщиной цинкового покрытия проволок на величину+ А; участок 21, отли1

1795362

55 чающийся от участка 17 количеством ржав1 чины в канате на величину + -Лц; участок

22, отличающийся от участка 17 температурой на величину + Ж На величину суммарной

1 погрешности прибора наибольшее влияние оказывают следующие параметры Ri преобра зователя прибора: база измерения В, количество витков намагничивающей катушки преобразователя W, сечение Н сердечника магнитопровода преобразователя, воздушный зазор L между магнитопроводом преобразователя и канатом, магнитная проницаемость М сердечника магнитопровода (что однозначно

„определяется током подмагничивания I), напряжение U перемен ного тока в катушке воз. буждения, частота переменного тока, соотношение длины кат; шки возбуждения К

K и базы измерения В (О = — )=- а такжедиаметр

В провода 0 катушки возбуждения, Предложенный стенд позволяет осуществлять изменения (независимо друг от друга) десяти влияющих факторов (t,â, d, h, b, I, 9, о, а и р). Настраиваемый преобразователь позволяет изменять девять варьируемых параметров; В, W Н, 1., 1, О, F Q и 0 в процессе настройки прибора до получения оптимальных величин.

Относительные значения параметров преобразователя в опытах прямого симплекса приведены в табл.1, 2.

Чтобы осуществить изменения всех девяти параметров преобразователя согласно симплексному планированию. эксперимента, используем исходную табл.1 симплекса в относительных единицах для девяти варьируемых параметров. Значение I-го варьируемого,параметра для )-го эксперимента определяют по формуле

Rij = Rio+ 0,5Ri ЛВ, (1) где Rio = 0,5(Rimax + Rimln), значение R берется на соответствующей строки табл,1, а

Л Ri — соответствующие диапазоны изменения параметров.

Абсолютные значения параметров, вычисленные по формуле (1) для первых десяти опытов приведены в табл.2, После выставления и фиксации всех десяти параметров согласно первой строки табл,1 преобразователь 23, устанавливают на основной участок 17 каната 1, включают измеритель 24. Регуляторами 3, 4 и 5 устанавливают номинальные значения температуры q, влажности Q и давления р воздуха в термобарокамере 2, С помощью

50 измерителя 24 измеряют значение сигнала

Yl. Затем переводят преобразователь 23 прибора на увлажненный участок 18 каната измерителем 24 измеряют сигнал Ywl.

Снова переводят преобразователь 23 с участка 18 на замасленный участок 19 каната 1 и аналогично измеряют сигнал Ydl. Включают нагреватель 9 каната и нагревают на

+ At градусов участок 22 каната 1. Быстро снимают нагреватель 9 с каната, на участок

22 переводят преобразователь 23 прибора и измеряют сигнал Ytl, Переводят преобразователь на ржавый участок 31 каната 1 и измеряют сигнал Ygi. Снова переводят преобразователь 23 прибора на основной участок 17 каната 1, регулятором 5 увеличивают давление в термобарокамере на — hp и из1

3 меряют сигнал Ypi. Регулятором 5 возвращают давление до среднего значения, регулятором 3 повышают температуру возду1 ха в термобарокамере на+ — hq и измеряют

3 сигнал Yql, Регулятором 3 снижают температуру окружающего воздуха в термобарокамере до среднего значения, регулятором 4 увеличивают влажность окружающего воздуха

1 на + — Ла и измеряют сигнал Yai. Регулято3 ром 4 уменьшают влажность окружающего воздуха в термобарокамере до среднего значения, навинчивая гайку 11 с помощью рукоятки 12 на трубу 10 увеличивают натя1 жение каната на+ — "Й и при этом измеряют

3 сигнал Yhi, Вращают гайку 11 в обратном направлении, уменьшая натяжение каната до среднего значения, Приводом 15 вращают редуктор 16, увеличивая вытяжку каната

1 на + — hb и при этой вытяжке измеряют

3 сигнал Ybi, Приводом 15 через редуктор 16 проворачивают канат в обратном направлении, снова устанавливая среднюю вытяжку каната. На этом реализацию опыта по первой строке таблицы 2 параметров преобразователя считают законченной, Для первой строки таблицы 2 считывают значение среднего квадратического отклонения (СКО) суммарной погрешности настраиваемого прибора для первого опыта по формуле: о1= (Yl — Yci) ((YI — Yti) + (Yi — Y col) +

+(Yi — Ydi) + (Yi — Yhi) + (Yl — Ybi) +

+(Yi — Yei) +(% — Ygi) +(Yl — Yql) +

1795362 8

В формуле (2) значение 0 выражено непосредственно в процентах сечения каната и учтены влияния на результаты измерений одновременно десяти и наиболее сильных некоррелированных между собой влияющих факторов, а также учтены независимые друг от друга изменения девяти варьируемых параметров преобразователя, Аналогично проводят на 2-й опыт, выставив параметры настраиваемого преобразователя согласно второй строке табл,2, затем рассчитывают значения среднего квадратического отклонения (СКО) суммарной погрешности настраиваемого прибора для второго опыта по формуле (2).

10

Последовательные изменения девяти параметров преобразователя проводят в три этапа, на первом из которых параметры сначала устанавливают в вершинах исходного симплекса в порядке В, W, Н, L, М, О, F, Q, 0 и последовательно изменяют их до наступления момента вращения исходного симплекса вокруг точки с наименьшим значением суммарной погрешности, на втором этапе параметры сначала устанавливают в вершинах обратного симплекса в порядке

30

1. Стенд для настройки приборов электромагнитного контроля изделий, содержащий модель контролируемого объекта и 40 термобарокамеру с регуляторами температуры и давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности настройки приборов контроля металлических канатов, он снабжен П-образной 45 станиной, механизмами натяжения, вытяжки, регуляторов влажности, нагревателем, модель контролируемого объекта выполнена в виде жестко соединенных друг с другом участков каната, имеющих различную ув- 50 лажненность, замасленность, толщину цинкового покрытия проволок и количество ржавчины, свободный конец крайнего участка каната жестко соединен с одним концом П-образной станины, а свободный 55

+(Yl — Yai) + (У1 — Ypi) ) (2) Формула изобретения

О, Q, F, U, M, L, Н, W, В и последовательно изменяют их д наступления вращения обратного симплекса вокруг точки с наименьшим значением суммарной погрешности, на третьем этапе сначала из исходного и обратного симплексов выделяют по четыре совокупности параметров, соответствующих наименьшим значениям суммарной погрешности и к восьми выделенным совокупностям добавляют еще одиннадцать совокупностей таких значений параметров, которые равномерно заполняют пространство варьирования параметров, и их этих девятнадцати совокупностей значений параметров образуют комплекс, после чего параметры последовательно устанавливают s вершинах добавленных одиннадцати Cosoкупностей, а затем значения параметров для последующих изменений совокупностей определяют отражением вершины с наибольшим значением суммарной погрешности относительно центра тяжести противоположной грани оставшегося восемнадцатимерного комплекса.

В результате получим набор оптимальных параметров преобразователя для заданных условий эксплуатации, выбранных по критерию минимума СКО погрешности измерительного преобразователя. конец второго крайнего участка каната пропущен через отверстие в другом конце П-образной станины и соединен с механизмом натяжения и вытяжки каната.

2, Стендпоп,1,отличающийсятем, что нагреватель каната выполнен съемным с активной зоной, меньшей длины отдельного участка каната.

3. Стенд по и. 1, отличающийся тем, что механизм натяжения каната выполнен в виде закрепленной на свободном конце участка каната трубы с наружной резьбой, на которой навинчена гайка с радиальной рукоятью.

4. Стенд по п,1, отл и чаю щи йсятем, что механизм вытяжки каната выполнен в аиде привода с редуктором, в выходном валу которого выполнено отверстие, через которое пропущен свободный конец крайнего участка каната.

1795362

Таблица 1

R7

R4

Опыт

R1

Н

Таблица 2

Оп ыт

2

4.

6

8

10

2

4

6

8

10

0,5

-0.5

0

0

0

387,5

162,5

275,0

275,0

275,0

275,0

275,0

275,0

275,0

275,0

0.289

0,289

-0,587

0

0

0

2525

0,204

0,204

0,204

-0,612

0

0

6,219

6,219

6,219

2,343

5,25

5,25

5,25

5,25

5,25

5,25

0,158

0,158

0,158

0,158

-0,632

0

0

11,58

11,58

11,58

11,58

3,68

10,0

10,0

10,0

10,0

10,0

0,129

0,129

0,129

0,129

0,129

-0,645

0

2822,5

2822,5

2822.5

2822,5

2822,5

887,5

2500,0

2500,0

2500,0

2500,0

0,109

0.109

0,109

0,109

0,109

0,109

-0,655

0

111,35

111,35

111,35

111,35

111,35

111,35

35,33

100,5

100,5

100,5

0,0945

0,0945

0,0945

0,0945

0,0945

0,0945

0,0945

-0,661

219.35

219,35

219.35

219,35

219,35

219,35

219,35

68,63

200,5

200,5

0,0890

0.0890

0,0890

0,0890

0,0890

0,0890

0,0890

0,0890

-0,666

0,59

0,59

О,59

0,59

0,59

0,59

0,59

0,59

0,25

0,55

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

0,0845

-0,67

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,1

0,41

1795362

Составитель M.Ãoëîaàòûé

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 426 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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