Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов


 


Владельцы патента RU 2490591:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов (стальных труб, прутков, рельс, канатов, проволок и т.п.) в процессе их изготовления или эксплуатации. Сущность: устройство содержит платформу, выполненную с возможностью перемещения относительно линейно протяженного объекта, размещенные на платформе блок создания меток, обнаружитель меток, счетчик меток, блок размагничивания. Блок размагничивания установлен в головной части платформы по направлению ее движения относительно линейно протяженного объекта. За блоком размагничивания на платформе в направлении от ее головной к хвостовой части последовательно на заданном расстоянии друг от друга размещены блок создания меток и обнаружитель меток. Блок создания меток выполнен в виде последовательно соединенных управляемого источника импульсов тока и электромагнита. Обнаружитель меток выполнен в виде магниточувствительного датчика и своим выходом подключен к счетчику меток и к управляющему входу управляемого источника импульсов тока. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предполагаемое изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов (стальных труб, прутков, рельс, канатов, проволок и т.п.) в процессе их изготовления или эксплуатации.

Известно устройство, называемое одометром, для измерения длины пройденного транспортным средством (например, автомобилем) пути [1, 2, 3]. Одометр содержит колесо, катящееся по поверхности измеряемого объекта (например, дороги) и счетчик числа оборотов этого колеса. Недостаток применения одометра для измерения длины многих линейно протяженных объектов заключается в большой погрешности измерения, вызванной возможным проскальзыванием и даже остановкой колеса из-за наличия на поверхности этих объектов смазки, грязи, воды.

Наиболее близко по технической сущности к предполагаемому изобретению принятое за прототип устройство [4] для измерения длины движущегося материала, содержащее измерительный элемент, выполненный в виде бесконечной ферромагнитной ленты с отверстиями, транспортирующий орган, фотоэлектрический преобразователь, подключенный к счетчику длины, и прижимное приспособление в виде магнита, установленного с внешней стороны измерительного элемента, ферромагнитная лента имеет форму перевернутой трапеции, верхнее большее основание которой расположено на двух направляющих роликах с буртиками, а нижнее меньшее основание под действием магнитного поля находится в силовом контакте с магнитом, длина которого в направлении подачи материала меньше межосевого расстояния между направляющими роликами, причем расстояние между верхним и нижним участками ленты больше трех диаметров направляющих роликов.

Однако и это устройство не обладает требуемой надежностью работы из-за неизбежного проскальзывания ферромагнитной ленты относительно объектов с неплоской поверхностью. Вероятность проскальзывания существенно увеличивается при наличии на поверхности объекта смазки, воды, грязи.

Цель изобретения - повышение надежности работы и повышение точности измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов.

В предлагаемом устройстве для измерения длины линейно протяжённых ферромагнитных объектов, содержащем платформу, выполненную с возможностью перемещения относительно линейно протяженного объекта, размещенные на платформе блок создания меток и обнаружитель меток, а также счётчик меток, поставленная цель достигается благодаря тому, что оно снабжено блоком размагничивания, установленным в головной части платформы по направлению возможного её движения относительно линейно протяжённого ферромагнитного объекта, за блоком размагничивания на платформе от её головной к хвостовой части последовательно на заданном расстоянии размещены блок создания меток и обнаружитель меток, блок создания меток выполнен в виде последовательно соединенных управляемого источника импульсов тока и электромагнита, обнаружитель меток выполнен в виде магниточувствительного датчика и своим выходом подключен к счётчику меток и к управляющему входу управляемого источника импульсов тока.

Рекомендуется блок размагничивания выполнить в виде катушки индуктивности, подключённой к источнику переменного тока.

В одном из вариантов эта катушка индуктивности может быть выполнена проходной, т.е. охватывать по поперечному сечению линейно протяженный ферромагнитный объект, создавая магнитное поле вдоль оси линейно протяженного ферромагнитного объекта.

В другом варианте катушка индуктивности блока размагничивания может быть выполнена накладной, т.е. создавать поперечное к оси линейно протяженного ферромагнитного объекта магнитное поле.

Возможен вариант блока размагничивания и в виде системы постоянных магнитов с чередующейся полярностью магнитных полюсов от головной к хвостовой части платформы и последовательно уменьшающейся напряженностью создаваемого этими полюсами магнитного поля в направлении от головной части платформы к хвостовой.

Электромагнит рекомендуется выполнить в виде катушки индуктивности накладного типа со стержневым магнитным сердечником.

Проведенные заявителем патентно-литературные исследования не выявили технических решений, содержащих существенные признаки, идентичные или эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства. Устройство содержит платформу 1, установленную на линейно протяженный ферромагнитный объект 2, установленные на платформе друг за другом в направлении от её головной к хвостовой части блок размагничивания, состоящий из катушки 3 индуктивности, подключенной к источнику 4 переменного тока, электромагнит 5 и магниточувствительный датчик 6. Устройство содержит также счётчик 7 меток и управляемый источник 8 импульсов тока. Магниточувствительный датчик 6 и электромагнит 5 установлены на заданном расстоянии В друг от друга. Выход магниточувствительного датчика 6 подключён ко входам счётчика 7 меток и управляемого источника 8 импульсов тока, выход управляемого источника 8 импульсов тока подключён к электромагниту 5.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Платформу 1 устанавливают на линейно протяжённый ферромагнитный объект 2 (например, стальной канат) таким образом, чтобы точка начала отсчёта длины (например, конец стального каната) находилась в катушке 3 индуктивности блока размагничивания, если катушка 3 проходная, или под катушкой 3, если она накладная. Размагничивание проходной катушкой индуктивности более эффективно, но не всегда может быть реализовано из-за необходимости охвата объекта витками катушки. На фиг.1 показан вариант с проходной катушкой 3 индуктивности. Включают источник 4 переменного тока блока размагничивания. Переменный ток протекает по катушке 3 индуктивности блока размагничивания, создавая в ней переменное магнитное поле. Если линейно протяженный ферромагнитный объект 2 перемещать через катушку 3 индуктивности, он будет размагничен этим полем по всей длине и, следовательно, очищен от возможно имевшихся на нем магнитных пятен, которые могли бы быть приняты за метки.

Такой же эффект будет достигнут при перемещении линейно протяженного ферромагнитного объекта 2 относительно блока размагничивания, выполненного в виде системы постоянных магнитов (не показана) с чередующейся полярностью магнитных полюсов от головной к хвостовой части платформы и последовательно уменьшающейся напряженностью создаваемого этими полюсами магнитного поля в направлении от головной части платформы к хвостовой. Рекомендуется выполнять систему в виде соосно размещенных радиально намагниченных дисков с плавно увеличивающимся диаметром полости. Для размещения объекта 2 во внутренней полости системы намагничивания диски рекомендуется выполнять С-образными, то есть с радиальной прорезью. Преимущество блока размагничивания на основе постоянных магнитов состоит в отсутствии необходимости источника питания, однако блок размагничивания на основе катушки индуктивности, питаемой переменным током, более прост в изготовлении и имеет меньшую стоимость.

Затем смещают платформу 1 относительно объекта 2 так, чтобы точка начала отсчета длины остановилась под магниточувствительным датчиком 6. Включают управляемый источник 8 импульсов тока, при этом первый импульс тока поступает в электромагнит 5 и под полюсом электромагнита 5 на поверхности линейно протяженного ферромагнитного объекта 2 возникает первое магнитное пятно (метка). Включают устройство перемещения платформы 1 (на фиг.1 не показано) относительно линейно протяжённого ферромагнитного объекта 2. Магнитная метка проходит под магниточувствительным датчиком бив этот момент сигнал с датчика 6 поступает на счетчик 7 меток и на управляющий вход управляемого источника 8 импульсов тока. Под действием этого управляющего сигнала управляемый источник 8 импульсов тока создает в катушке электромагнита 5 второй импульс тока и на поверхности линейно протяжённого ферромагнитного объекта 2 возникает второе магнитное пятно (метка) на расстоянии В от первого пятна. При дальнейшем продвижении платформы 1 относительно линейно протяжённого ферромагнитного объекта 2 процесс циклически повторяется. В конце измерений счетчик 7 меток показывает число обнаруженных меток. Длина объекта в метрах определяется умножением обнаруженного числа меток на величину В.

Заявляемое устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов, по сравнению с известными, обеспечивает большую надежность в работе и более точное определение длины объекта, особенно при неблагоприятном состоянии его поверхности. Повышение надежности и точности достигается за счет полностью бесконтактного процесса измерения и нанесения меток непосредственно на поверхность протяженного ферромагнитного объекта, длина которого измеряется.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Википедия, Одометр.

2. Устройство для измерения длины движущегося полосового проката. Патент РФ №2058521, МПК G01B 5/02.

3. Дефектоскоп для неподвижных стальных канатов. Патент РФ №2313084, МПК G01N 27/82.

4. Устройство для измерения длины движущегося материала.

Патент РФ №2085830 МПК G01B 7/04; G01B 5/04 (прототип).

1. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов, содержащее платформу, выполненную с возможностью перемещения относительно линейно протяженного объекта, размещенные на платформе блок создания меток и обнаружитель меток, а также счетчик меток, отличающееся тем, что оно снабжено блоком размагничивания, установленным в головной части платформы по направлению возможного ее движения относительно линейно протяженного объекта, за блоком размагничивания на платформе в направлении от ее головной к хвостовой части последовательно на заданном расстоянии друг от друга размещены блок создания меток и обнаружитель меток, блок создания меток выполнен в виде последовательно соединенных управляемого источника импульсов тока и электромагнита, обнаружитель меток выполнен в виде магниточувствительного датчика и своим выходом подключен к счетчику меток и к управляющему входу управляемого источника импульсов тока.

2. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов по п.1, отличающееся тем, что электромагнит выполнен в виде катушки индуктивности накладного типа со стержневым ферромагнитным сердечником.

3. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов по п.1 или 2, отличающееся тем, что блок размагничивания выполнен в виде катушки индуктивности, подключенной к источнику переменного тока.

4. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов по п.3, отличающееся тем, что катушка индуктивности в блоке размагничивания выполнена накладной.

5. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов по п.3, отличающееся тем, что катушка индуктивности в блоке размагничивания выполнена проходной.

6. Устройство для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов по п.1 или 2, отличающееся тем, что блок размагничивания выполнен в виде системы постоянных магнитов с чередующейся полярностью магнитных полюсов от головной к хвостовой части платформы и последовательно уменьшающейся напряженностью создаваемого этими полюсами магнитного поля в направлении от головной части платформы к хвостовой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения длины труб. .
Изобретение относится к способам определения геометрических параметров различных объектов. .

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов в машиностроении и может быть использовано для контроля положения металлических и неметаллических изделий без механического контакта с ними.

Изобретение относится к способу подсчета сегментов труб на скважине. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильном и швейном производстве. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям длины и скорости перемещения протяженных ферромагнитных изделий методом магнитных меток. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины легкодеформируемых материалов в трикотажном, швейном и текстильном производстве.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения длины протяженных изделий из ферромагнитных материалов, в частности железнодорожных рельсов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в швейном и текстильном производствах для измерения длинномерных материалов. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. .

Настоящее изобретение относится к способу мониторинга скручивания кабеля, содержащему этапы обеспечения кабеля, имеющего внешнюю поверхность и проходящего вдоль продольного направления, причем кабель снабжен, по меньшей мере, одной идентификационной меткой, предпочтительно радиочастотной идентификационной меткой, расположенной на угловом положении метки в плоскости поперечного сечения, выполненного перпендикулярно продольному направлению, и эта, по меньшей мере, одна метка сохраняет идентификационный код метки и способна передавать электромагнитный сигнал метки; опроса, по меньшей мере, одной идентификационной метки для приема электромагнитного сигнала метки; и детектирования электромагнитного сигнала метки; в котором этап детектирования электромагнитного сигнала метки содержит этап считывания идентификационного кода метки и определения углового положения, по меньшей мере, одной идентификационной метки. В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе мониторинга скручивания кабеля, содержащего, по меньшей мере, одну идентификационную метку. Кабель предпочтительно снабжен множеством идентификационных меток, причем все метки из множества расположены в соответствующих угловых положениях меток. Технический результат заключается в обеспечении работы кабелей в тяжелых режимах и в увеличении надежности и обеспечении противостояния тяжелым окружающим условиям и сильным механическим напряжениям, таким как усилия растяжения и скручивающие моменты, а также в обеспечении количественной информации относительно величины приложенного к кабелю скручивания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к машиностроению для легкой промышленности и может быть использовано в машинах для измерения длины движущихся длинномерных легкодеформируемых композитных материалов в условиях, не исключающих их проскальзывание и деформацию. Устройство содержит привод размотки рулона, средства транспортирования материала по технологическому измерительному тракту, средства считывания и обработки информации о перемещении материала с системой коррекции результатов измерения, в состав которых входят датчики наличия движущегося материала и пневматический транспортирующий барабан с энкодером, преобразующим угол поворота последнего в импульсные сигналы, и цифровым манометром, посредством электронных блоков преобразования считываемой информации скоммутированным с процессором. Система коррекции результатов измерения с учетом проскальзывания материала относительно пневматического барабана устройства включает дополнительный энкодер для считывания угла поворота приводного транспортирующего валика, при этом оба энкодера посредством электронного блока обработки и передачи полученных результатов скоммутированы с входом процессора. Технический результат - повышение точности измерения длины легкодеформируемых композитных материалов за счет непрерывно осуществляемого отслеживания проскальзывания материала и непрерывной коррекции результатов измерения с учетом величины упомянутого проскальзывания. 1 ил.
Наверх