Устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий

 

Союз Советски н, Соцналнстнческнн

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>746173 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 30.03,78 (21) 2595778/25-28 с присоединением заявки ¹ (28) Приоритет

G 01 В 7/12

Госуднрстеенный комитет

СССР

Опубликовано 07,07.80. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания р7,р7,80 до делам нэсбретеннй н отнрытнй (53) УДК 531.717.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Денискин и В. С. Никульшин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРОВ

INËÈÍÄÐÈ×ÅÑKHÕ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к бесконтактным методам измерений линейных размеров электропроводящих иэделий с помощью вихревых токов и предназначено для измерения диаметров цилиндрических тел.

Известно устройство для измерения люейных размеров электропроводящих изделий, содержацее генератор nepeMeahoro тока, два накладных вихретоковых первичных преобразователя, расположеннйх соосно и жестко связанных между собой, сумматор и последовательно включенные компенсатор, усилитель высокой частоты, детектор и индикатор (1).

Это устройство не обеспечивает достаточной точности измерений при перемещениях изделий в зоне контроля иэ-эа того, что размер иэделия определяется как разность между расстоянием между преобразователями (которое остается постоянным) и суммой расстояний от преобразователей до соответствующих поверхностей изделия, а зависимость сигнала преобразователя от расстояния до поверхности изделия является нелинейной.

Известно также устройство для измерения линейных размеров, содержащее генератор переменного тока, два вихретоковых первичных преобразователя, жестко связанных между собой и установленных соосно, два канала обработки сигналов, каждый из которых подключен к. одному из преобразователей и состоит из последовательно включенных компенсатора, усилителя высокой частоты, детектора я функционального преобразователя, а также сумматор и индикатор (2).

При поперечных перемещениях изделий в зоне контроля устройство имеет недостаточный диапазон измерений диаметров цилиндрических изделий, поскольку вносимые напряжения первичных преобразователей при изменении зазора между преобразователем и изделием и диаметра изделия изменяются по различным законам.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий, содержащее генератор, подключенный к нему вихретоковый накладной преобразователь, последовательно соединенные компенсатор, усилитель, детектор и

3 7461 индикатор и последовательно соединенные блок управления и электродинамический механизм, подвижный элемент которого жестко связан с корпусом вихретокового накладного преобразо.вателя (3).

Это устройство также имеет недостаточный диапазон измерений диаметров цилиндрических изделий.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений диаметров цилиндрических изделий.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенным к генераторудополнительным вихретоковым накладным преобразователем, аналогичным основному, и. сумма15 тором, включенным между измерительными обмотками основного и дополнительного вихретоковых накладных преобразователей и входом компенсатора, вход блока управления соединей

20 с вь ходом детектора.

На чертеже приведена блок-схема устройства, Устройство содержит генератор 1 переменного тока, основной и дополнительный вихре25 токовые накладные преобразователи 2 и 3, токовые катушки 4 и 5 которых подключены к генератору 1, а измерительные обмотки 6 и 7 — к входу сумматора 8, последовательно соединенные компенсатор 9, усилитель 10 высокой частоты, детектор 11 и индикатор 12 и последовательно соединенные блок 13 управ,ления, вход которого соединен с выходом детектора 11, усилитель 14 мощности и электродинамический механизм 15. Преобразователи

2 и 3 расположены соосно, разнесены Hà расстояние f, превышающее максимальный измеряемый диаметр изделия, и жестко связаны между собой посредством кронштейна 16. Подвижный элемент электродинамического механизма 15 жестко связан с корпусами преобразователя 2 и 3, расположенных по обе стороны контролируемого изделия codcHo с ним. Оси преобразователей 2 и 3 расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси из)1елия 17, Работает устройство следукпцим образом.

От генератора 1 запитываются токовые катушки 4 и 5 преобразователей 2 и 3, наводящие в контролируемом изделии 17 вихре- вые токи, электромагнитное поле которых вь150 зывает появление в обмотках б и 7 вносимого напряжения. Вносимые напряжения обмоток б и 7 зависят соответственно от расстояний б1 и б до поверхности изделий и диаметра 0

55 изделия. Зависимость вносимого напряжения накладной катушки от расстояния до поверхности изделия явля=тся нелинейной. Напряжения с обмоток 6 и 7 поступают на входы сум73, 4 матора 8, в котором они суммируются, после чего суммарное напряжение компенсируется ком енсатором 9, усиливается усилителем 10, детектируется детектором 11 и поступает на индикатор 12.

Диаметр контролируемого. изделия определяется на соотношения;

0=1- О, +Ь,), где Б, и Б — расстояния от преобразователей до поверхности изделия; — расстояние между преобразователями, являющееся неизменным в процессе измерений.

При постоянном диаметре 0 вносимое напряжение U „обмотки 6 пропорционально расстовв6 янию 6, а внбсимое напряжение U обмот1 вне ки 7 — расстоянию 6 g . Суммарное напряжение — будет определять диаметр 0 контролируемого йзделия, однако при поперечных перемещениях изделия в зоне контроля точность измерений снижается, поскольку зависимость вносимого напряжения обмотки от расстояния до поверхности изделия является нелинейной и при поперечных перемещениях изделия суммарное напряжение 0в изменяется.

Суммарное вносимое напряжение U достигает максимальногб значения в том случае, когда расстояние б, и Ь равны между собой. При

5 = б, напряжение Ов зависит только от диаметра изделия, для чего напряжение с детектора 11 поступает в блок 13 управления, с которого сигнал через усилитель 14 мощности подается на электродинамический механизм 15.

Блок 13 управления вырабатывает сигнал управления таким образом, что при поперечных перемещениях изделия в зоне контроля электродинамический механизм 15, жестко связанный с корпусами преобразователей 2 и 3, поддерживает расстояния О, и 5q от преобразователей до поверхности изделия равными между собой, т.е. поддерживается максимум суммарного Вхосимого напряжения.

При таком управлении напряжение Ue зависит только от диаметра 0 изделия и не зависит от поперечных перемещений изделий в зоне контроля.

Предлагаемое устройство позволяет измерять диаметры изделий в широком диапазоне с высокой точностью при поперечных перемещениях изделий в зоне контроля.

Формула изобретения

Устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий, содержащее генератор, подключенный к нему вихретоковый накладной преобразователь, последовательно соснинен

746!

Составитель А. Матвеев

Техред я. Бирчак Корректор С, !!!омак

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 3925/27 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

<1>пинал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 компенсатор, усилитель, детектор и индикатор и последовательно соединенные блок управления и электродинамический механизм, подвижный элемент которого жестко связан с корпу4 сом вихретокового наклацного преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено подключенным к генератору дополнительным вихретоковым накладным преобразователем, . аналогичным основному, и сумматором, вклю- 1ц ченным между измерительными обмотками основного и дополнительного вихретоковых на73 6 кладных преобраэователеи и входом компенсатора, вход блока управления соединен с выхо дом детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Х 181306, кл. GО! В 7/02,,1966.

2. Авторское свидетельство СССР N 524071, кл. G 01 В 7/02, 1974.

3. Труды МЭИ, выпуск 1%1, М., МЭИ, 1964, с. 135 — 145 (прототип).