Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскнх

Соцналнстнчесннх

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву

I (22) Заявлено 1704.78 (21) 2605407/25-28 (53)М. Кл.2

6 01 И 27/86 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 150780 (5З) 4К 620. 179. . 14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Дмитриев, В.Н.Буров, Л.Е.Латышев, Б.В.Корнеев и В.Е.Шатерников (71) Заявитель

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им; академика С.П.Королева (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТР06

НЕФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при измерении геометрических параметров проводящих неферромагнитных изделий.

Известно устройство для бесконтактного контроля геометрических параметров изделий, содержащее генератор, накладной датчик, состоящий из возбуждающей катушки и двух приемных катушек разного диаметра c компенсационными трансформаторами и двух измерительных каналов, включающих в себя избирательные усилия, амплитудные 15 или фаэочувствительные детекторы, а также решающее устройство с указателями кривизны и толщины покрыТия (1) .

Известное устройство не обладает достаточной точностью измерения. 20

Ближайшим по технической сущности к изобретению является измеритель геометрических параметров неферромаг-. нитных изделий, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосНо возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной-катушек, и дополни- 30 тельной измерительной катушки, под-. ключенные к измерительным катушкам, идентичные основной и д6полнительный фаэоизмерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масштабного преобразователя, а также вычитатель и индикатор толщины изделия (2j .

Дополнительная катушка выполнена таким образом, что витки основной и дополнительной катушек расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это обеспечивает выходной сигнал с дополнительной катушки, зависящий только от расстояния до края и не зависящий от толщины изделия. Вычитанием одного сигнала из другого обеспечивается снижение зависимости результирующего сигнала от мешающего параметра. Однако в результате различного выполнения основной и дополнительной измерительной катушек законы иэмЕнения их выходных сигналов от расстояния до края изделия неидентичны. В результате точность коррекции погрешности измерения толщины уменьшается с увеличением диапазона изменения мешающего параметра.

748234

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставлейная цель достигается тем, что измеритель снабжен подклйчеМным к дополнительной катушке амплитудно-измерительным каналом, состоящим из последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобразователя, сумматором и соединенным с его выходом индикатором расстояния до края контролируемого изделия; входы сумматора подключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фазоиэмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а его выход — к входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом масштабного преобразователя основного фазоизмерительного канала, а выход - с индикатором толщины изделия.

Кроме того, с целью уменьшения габаритов преобразователя, дополнительная катушка выполнена в форме вось- . мерки и расположена в плоскости,параллельной плоскости основной измерительной катушки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя геометрических параметров неферромагнитных изделий; на фиг. 2 — зависимости выходных напряжений предлагаемого измемС рителя от обобщенного параметра " = > где f — расстояние до края контролируемого иэделия, а — средний радиус вихретокового преобра ователя.

Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий состоит из генератора 1, накладного вихретокового преобразователя 2, включающего в себя возбуждающую катушку 3, подключенную к генератору 1 через активное сопротивление 4, основную измерительную катушку 5, компенсаци-. онную катушку 6 и дополнительную измерительную катушку 7; основного фаэоизмерительного канала, включающего в себя избирательный усилитель

8, фазометр 9 и масштабный преобразователь 10; дополнительного фазоизмерительного канала, включающего в себя избирательный усилитель 11", фазометр 12 и масштабный преобразователь

13, амплитудно-измерительного канала, включающего в себя усилитель 14, амплитудный детектор 15 и масштабный преобразователь 16, сумматор 17, вычитатель 18, индикатор 19 расстояния до края изделия, индикатор 20 толщины изделия.

На фиг. 2 показаны зависимости:

21 — изменение фазы сигнала основного канала; 22 — изменение фазы сигнала вспомогательного канала; 23 — изменение амплитуды сигнала вспомогательного канала; 24 — суммарное изменение амплитуды и фазы сигнала вспбмогательного канала; 25 — суммарное изменение фаз сигналов основного и вспомогательного каналов; 26 — суммарное изменение фазы сигнала основного канала, амплитуды и фазы сигнала вспомогательных каналов.

Измеритель работает следующим образом.

5 С генератора 1 в вихретоковый преобразователь 2 на возбуждающую катушку 3"пбдаетоя напряжение, которое наводит в изделии вихревые токи.

На выходе основной измерительной катушки 5 и компенсационной катушки 6, включенных последовательно и встречно, появляется вносимое напряжение, фаза которого определяется толщиной изделия и расстояни15 ем до края изделия преобразователя 2.

Дополнительная измерительная катушка 7 выполнена в форме восьмерки, поэтому на ее выходе появляется напряжение, амплитуда и фаза которого определяется только расстоянием до края изделия. Выполнение до полнительной измерительной катушки

7 в форме восьмерки позволяет беэ увеличения габаритов преобразователя

2 получить напрчжение, параметры которого чувствительны только к одному геометрическому параметру изделия.

В основном фазоиэмерительном канале, состоящем из последовательно соединенных избирательного усилителя 8, фазометра 9 и масштабного преобразователя 10, определяется фаза вносимого напряжения основной измерительной катушки 5. В дополнительных измерительных каналах, состоящих из последовательно соединенных избирательного усилителя 11, фазометра 12 и масштабного преобразователя 13 и также из последовательно соединенных усилителя 14, амплитудного детекто40 ра 15 и масштабного преобразователя

16, определяется соответственно фаза и амплитуда вносимого напряжения дополнительной измерительной катушки 7. Опорное напряжение на фазомет45 ры 9 и 12 поступает с активного сопротивления 4; включенного последовательно с возбуждающей катушкой 3 и генераторам 1. В сумматоре 17 происходит суммирование выходных напряжений фаэометра 12 и амплитудного детектора 15,линейно преобразованных в масштабных преобразователях,соответственно, 13 и 16. При этом на выходе сумматора 17 напряжение меняется (фиг. 2, кривая 24). Это напряжение зависит только от расстояния до края контролируеього изделия и регистрируется индикатором 19. Изменяя коэффициент преобразования масштабного преобразователя 10,добиваются закона ф0 изменения напряжения основного фазо измерительного канала как показано на фиг. 2. При этом на выходе вычитателя 18 выходное напряжение изменяется по закону (кривая 26 фиг. 2), g5. êoToðîå регистрируется индикатором 20.

748234

Сравнение кривых 26 и 24 показывает, что применение амплитудного вспомогательного канала позволяет уменьшить зависимость показаний индикатора 20 измерителя от влияния краевого эффекта в несколько раз.

Это позволяет расширить ассортимент контролируемых изделий сложной формы. Выполнение дополнительной катушки в форме восьмерки позволяет уменьшить габариты преобразователя, что особенно важно при контроле изделий в труднодоступных местах, например в пазах, и на участках, соизмеримых с размерами преобразователя.

Формула изобретения

1. Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной катушек, и дополнительной измерительной катушки, подключенные к измерительным катушкам, идентичные основной и дополнительный фазоизмерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масштабного преобразователя, а также вычитатель и индикатор толщины изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенным к дополнительной катушке амплитудноизмерительным каналом, состоящим из последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобраэбвателя, сумматором и соединенным с его выходом индикатором расстояния до края контролируемого изделия, входы сумматора подключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фаэоизмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а его выход — к входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом масштабного преобразователя основного фаэоизмерительного канала, а выход— с индикатором толщины изделия.

20 2. Измеритель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов преобразователя, дополнительная катушка выполнена в форме восьмерки и расположена в

25 плоскости, параллельной плоскости основной измерительной катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

3О Р 240272, кл. G 01 В 7/06, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 538283, кл. G 01 8 7/06, 1976 (прототип).

748234

10Р

Составитель В.Махров

Редактор Н.Аристова ТехредА. Щепанская КорректорС.Шекмар

3аказ 4228/30 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

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