Способ контроля физико-механических па-pametpob многослойных цилиндрическихизделий

 

ч:

:занан.

K < 656384

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-sy— (22) Заявлено 20.04.73 (21) 1913658/18-28

{51)М. Кл.

G 01 В 7/12

G 01 и 27/86 с присоединением заявки М 1973657/18-28

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

{53) УДК 620.179, .14(088„8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень И 19

Дата опубликования описания 25.05.81 (72) Авторы изобретения

В. Г. Михайловский и А. Т. Николаенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСК ИХ

ПАРАМЕТРОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ИЗДЕ ЛИЙ

Изобретение относится к неразрушаюшим средствам контроля и предназначено для непрерывного измерения радиальных размеров однослойных и многослойных проводяших цилиндрических изделий, например труб, гоковихревым методом, а

S также голшины наружного слоя.

Известен способ измерения параметров изделий путем определения промежутков времени от начала импульсного. сигнала, тО поступаюшего с преобразователя, до момента достижения им определенного уров-; ня fl).

Однако этот способ не осуществляет контроль за изменением радиуса много15 слойных проводящих цилиндрических изделий, так как определяемые по этому способу характеристики импульса зависят одновременно ог многих неконтролируемых параметров, например таких, как толщина, электрическая проводимость и магнитная пронин аемость материала слоев.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля физико-механических параметров изделий, например груб, заключающийся в том, что на изделие воздействуют поперечным импульсным электромагнитным полем и регистрируют отраженные от изделия сигналы (2 J.

Однако реализация этого способа возможна лишь при небольших отклонениях параметров, влияющих на результаты контроля, от их номинального значения, гак как только в этом случае возможно определение коэффициентов пропорциональности в системе уравнений и ее решение.

За время контроля возможно изменение в широких пределах контролируемого параметра, например радиуса, многослойного цилиндрического изделия, а также неконтролируемых параметров, например электрической проводимости и магнитной проницаемости, материалов слоев многослойного цилиндра или грубы. Все эти параметры влияют на результаты контроля и изменяются в широких пределах, поэтому становится невозможным определение на1 ружного радиуса изделия, а также толщи15

При воздействии импульсом напряжен ности поперечного поля на двухслойное проводящее цилиндрическое изделие с ферромагнитным; нижним слоем в области вне изделия возникает отраженное поле, .характер которого определяется параметрами изделия.

\

Если импульсы первичйого поля имеют, широкий частотный спектр, то векторный потенциал отраженного поля в начальный момент времени переходного процесса, вызываемого воздействием каждого импульса,, описывается следующим выражением:

30 ъ

А Р= QPPHQ .Р . 1 СОВ Ч, 35 где +o — магнитная постоянная; — напряженность первичного поля;

Я вЂ” наружный радиус изделия; ф1 — зазор между датчиком и из40 дел ием;

Ч вЂ” угловая координата точки наблюдения поля (плоскость Ч=О перпендикулярна вектору напряженности первичного поля). 45

Из уравнения видно, что отраженное поле не зависит от изменения толщины слоев изделия, а также электропроводности и магнитной проницаемости материала слоев, т.е, предлагаемый способ позво- ляет полностью исключить эти мешающие факторы.

Для первичного поля с широким частотным спектром импульсов векторные потенциалы отраженного поля в начальный момент времени и при установившемся состоянии переходного процесса, вызываемого воздействием каждого импульса, опи639 ! ны наружного слоя при контроле изделий с ферромагнитным внутренним слоем.

Ueab изобретения — очределение наружного радиуса изделия, а также и толщины наружного слоя при контроле изделий с ферромагнитным внутренним слоем.

Это достигается тем, что сигналы регистрируют в момент, возможно близкий к началу переходного процесса, вызванного взаимодействием электромагнитного поля с изделием, регистрируют сигналы в момент времени, возможно близкий к установившемуся состоянию переходного про- цесса, сываются соответственно следующими выражениями: от ." ф, 1 ОТЯ +И (Р т)

A д H COBE

2 отр о < %+ И где Т - толщина верхнего слоя.

Приведенные закономерности подтверждают. независимость отраженного поля

or изменения электропроводности слоев, т.е. предлагаемый способ позволяет исключить влияние этого мешающего фактора.

При слежении датчика за радиальными перемещениями изделия при определенном значении угловой координаты величины и 4 постоянны.

Тогда приведенные выше выражения представляют собой систему двух уровней второй степени с двумя неизвестными: наружным радиусом и толщиной верхнего слоя. Такая система может быть однозначно решена при использовании непрерывных или дискретных электрических измерительных преобразователей.

Задание уравнений системы в -виде электрических сигналов производится с помощью датчика отраженного поля, например индукционного датчика, плоскость витков которого ориентирована вдоль первичного поля, совместно с интегрирующим устройством.

Йля изделий формы строго цилиндрической предлагаемый способ позволяет . производить контроль величины наружного диаметра и толщины верхнего слоя.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит формирователь

1 импульсов, соединенный через усилитель 2 мощности с кольцами 3 Гельмгольца, индукционный преобразователь 4, который подключен через последовательную цепь, состоящую из интегратора 5 и пикового детектора 6, к показывающему прибору 7, а также профильные ролики 8 рольганга и прижимной ролик 9 с пружиной 10, удерживающие контролируемое цилиндрическое изделие 11, например многослойную трубу.

Импульсное напряжение, вырабатываемое формирователем 1, через усилитель

2 подается на кольца 3, которые создают поперечное намагничивающее импульс,ное поле. В этом поле помещают контро684384

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

No. 238856, кл. C 01 B 7/06, 1967.

2. Нераэрушающий контроль электромагнитными методами, Материалы конференции. Сборник 2. М., 1971, с. 53-56. лируемое многослойное иэделие 11, радиальное перемещение которого ограничивают с помощью профильных роликов 8 ропьганга и прижимного ролика 9 с пружиной 10. В результате взаимодействия контролируемого цилиндрического изделия

11 с поперечным намагничивающим попем возникает отраженное поле. Изменение магнитного потока отраженного поля наводит переходную импульсную.ЭДС в преоб- 10 раэователе 4. Сигнал с преобразоватепя 4 подается на интегратор 5. Иэ полученных после интегрирования импульсов с помощью пикового детектора 6 выделяются сигналы, характеризующие момент наняла 15 переходного процесса, вызываемого воздействием каждого импульса намагничивающего поля. Эти сигналы затем регистрируются показывающим прибором 7.

Для предотвращения появления в преоб-20 разоватепе 4 сигналов, создаваемых самим намагничивающим полем, преобразователь 4 устанавливают таким образом,. что плоскость его витков параллельна направлению силовых линий поперечного поля . В этом случае на преобразователь 4 воздействует только одно отраженное поле.

Если применяют преобразователи, выходные. характеристики которых пропорциональны магнитному потоку, например пре-30 образоватепь Холла, ro выполнения операций последующего интегрирования не требуется.

Способ в сравнении с известным обес— печив ает повышение точности контроля 35 радиуса проводящих цилиндрических иэделий с произвольным количеством слоев.

Это достигается тем, что отраженные сиг. напы регистрируют в момент начала переходного процесса, когда электромагнитное 40 поле отражается от поверхности изделия, не проникая внутрь его слоев. Отраженное от поверхности цилиндрического издепия поле при ограничении радиапьных перемещений изделия характеризует его радиус 45 независимо от изменения многих неконтропируемых параметров.

Использование предложенного способа позволяет определить также и толщину наружного слоя при контроле изделий с ферромагнитным внутренним слоем за счет регистрапии сигналов в момент времени, близкий к установившемуся состоянию переходного процесса.

Кроме того, возможность осуществить контроль некруглости однослойных и мне . госпойных цилиндров и труб позвопяет получить важную информацию для настройки трубопрокатных агрегатов с целью улучшения качества продукции, а также создавать системы автоматического регулирования процессом прокатки, повышающие производительность трубопрокатных установокк, Формула изобретения

Способ контроля физико -механических параметров многослойных цилиндрических иэдепий, например груб, заключающийся в том, что на изделие воздействупт поперечным импульсом эпектромагнитным полем и регистрирую отраженные oF из» делия сигналы, отличающийся тем, что, с целью опредепен ия наружного радиуса иэделия, сигналы регистрируют в момент, возможно близкий к началу переходного процесса, вызванного взаимодействием электромагнитного поля с изделием.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью определения также и толщины наружного слоя при контропе изделий с ферромагнитным внутренним слоем, регистрирую сигналы в момент времени, возможно близкой к установившемуся состоянию переходного процесса.

Составитель А. Матвеев

Редактор C. Суркова -Техред Ц.pаbypкa .. - Корректор H. Стел

Заказ 3233/48 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

113035,- Москва; Ж+ 85, Рауасхая иаб.-;- д; 4/5 ..

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4