Устройство контроля кривизны профиля поверхности

 

О П И С А Н И Е, 868544

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмапмстмческмх

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 19.09.79 (2! ) 2821339/25 28 (5! )М. Кл.

G0LN 27/90

G O l. В 7/28 с присоединением заявки ¹ фтвудвретыеве каиитат

CCCP ав делам изобретений и втарытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.09,81, Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 03. l0 .8 1 (53) УД К 53 l.7 27..2 (088.8) В. A. Денисов, А. И. Меркулов, А. С. (ердотецкий и В. B. Лотин (22) Авторы изобретения

t

Г с

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знаменит

1 авиационный институт им. акад. С. П. Королева (7l ) Заявитель (В4) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КРИВИЗНЫ ПРОФИЛЯ

ПОВЕРХНОСТИ

Устройство относится к электромагнитному контролю неэлектрических величин и предназначено для кривизны профиля поверхности металлических изделий токовихревым способом.

Известно устройство для контроля кривизны профиля поверхности, содержащее вихретоковый преобразователь с механизмом его микроподачи и измерительный орган, состоящий из генератора, усилителя, детектора, соединенных последовательно с преобразователем и регистретором 511 .

Однако такое устройство имеет низкие динамические качества контроля ввиду необходимости механического сканирования преобразователя над изделием для получения информации о кривизне его профиля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре зультату является устройство контроля кривизны профиля поверхности, содержащее дефференциальный вихретоковый преобра- ° зователь с возбуждающей, измерительной и компенсационной катушками, раэмеценными на общем магнитопроводе, генератор, связанный с возбуждающей катушкой, и соединенные последовательно усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, фазовый детектор и регистратор кривизны поверхности 2), Однако вихретоковый преобразователь этого устройства требует специального прижимного устройства для установки в рабочее положение на контролируемую поверхность, что ведет к нестабильности фиксации и затруднениях при контроле в условиях действия вибраций. Указанные недостатки снижают достоверность контроля.

Бель изобретения — повышение достоверности контроля.

Указанная цель достигается им, что магнитопровод выполнен >К-эбраэной формы, на двух средних его перемычках расположе

:ны встречно включенные возбуждакнцие квтушки, на наружной и внутренней частях центрального стержня - встречно включеа ные компенсационные катушки, на наруж щтх частях боковых стержней - соедиттва .

868544

/ ные последовательно и согласно измерительные катушки, свободные концы которых включены между сигнальным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и общей точкой компенсационных катушек, одна из которых включена последовательно — встречно с измерительными катушками, а вторая соединена с управляющим входом усилителя.

На фиг. 1 изображена предлагаемая to конструкция преобразователя для контро ля кривизны; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — блок-схема устройства.

Генератор 1 высокочастотного напряжения подключен к двум возбуждающим катушкам 2 и 3, расположенным на средних перемычках магнитопровода 4 ?K-образ-. ной формы, и создает в них встречные возбуждающие магнитные потоки, наводящие равные ЭЙС (E =E ) в центральных встречно-включенных компенсационных катушках наружной 5 и внутренней 6, ЭДС

Å- =Ея, наведенные в измерительных катушках 7 и 8, размещенных на наружных частях боковых стержней и соединенных друг с другом последовательно и согласно. Катушки 7 и 8 включены последовательно и встречно относительно компенсационной катушки 5, а результирующее напряжение Ч = Е + E 8 — E< подключено к 30 на вход усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления за счет действия сигнала, пропорционального зазору и равного

= Ег — E. . Выход усилителя 9 связан с азовым детектором 10, к которому подключен регистратор 1 1 кривизны поверх- З ности в продольном сечении. Поверхность контролируемого изделия 12 может быть линейной и параллельной наружной поверхности преобразователя,(фиг. 1-a) линейной с перекосом (б,в), вогнутой г} или 4О выпуклой 1д) .

В случае контроля кривизны в двух взаимно перпендикулярных направлениях на дополнительном Ж--образном магнитопроводе 13 аналогично рассмотренному раз- 4 мешаются возбуждающие катушки 14 и 15 и соединенные согласно измерительные катушки 16 и 17, с одной стороны встречно включенные с компенсационной катушкой 5, а с другой стороны подключенные 50 ко входу аналогично блокам 10 и 11 измерительного канала, состоящего из усилителя 18 с регулируемым коэффициентом усиления, Фазового детектора 19 и регистратора 20 кривизны поверхности изде-5g лия в поперечном сечении.

Устройство работает следующим ооразом.

Если преобразователь удален or контролируемого изделия 12, то при подаче вы сокочастотного напряжения на обмотки возбуждения катушек 2 и 3 появляются два встречно направленных магнитных потока, проходящих через сечения всех измерительных и компенсационных катушек. При этом суммарная ЭЙС (E > +E 8 }равна каждой из наведенных Ж1С Egи Е, а поэтому к= = + Е -E =0; - U -Еб-Ey-=О.

При нулевых перекосах (фиг. 1a) сближение преобразователя с контролируемым изделием 12 приводит к одновременному и равному уменьшению наведенных ЭЛС, тогда как ЭЛС Е6 остается практически неизменной. В результате происходит увеличение выходного на пряжения V>, тогда как напряжение остается равным нулю.

Появление небольших у1лов перекоса прямолинейно1 о иэделия относительно рабочей поверхности преобразователя (фиг. 1 б, в) вызывает пропорциональное увеличение ЭДС в одной из катушек 17 или 8) и уменьшение в другой, в результате суммарное напряжение E + Ец ке изменяется, а выходное напряжение Ук ост анется равным нулю (кривиэна равна бесконечности).

При контроле вогнутых поверхностей (фиг. 1 r) уменьшение радиуса кр..визны приводит к одновре. энному .„меньшению каждой из наведенных ЭНС в катушках 7 и 8, тогда как ЭДС Е в катушке 5 остается неизменно ", что вызывает соответствующее увеличение выходного напряжения, имеющего фазу, отличающуюся на

180 or фазы опорного напряжения генератора 1. С фазового детектора 10 на регистратор 11 поступает напряжение, пропорциональное, но противофаэное по отношению к опорному.

При уменьшении радиуса кривизны выпуклых поверхностей (фиг. 1 д) увеличивается суммарное напряжение катушек 7 и „

8, ЭЛС Е остается неизменной, а выходное напря жение V< становится синфаэным с опорным напряжением, его величина пропорциональна радиусу кривизны изделия.

Использование копвекции коэффициента усиления 9 по сигналу о величине зазора

М позволяет получить отстройку от влияния зазора на точность определения кривизны повер хиос ти.

Рабочая поверхность преобразователя (торцы наружных катушек 5,7,8, 16 и

868544 6 л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения дос товернос ти KoHIpoJBt, магнитопровод выполнен Ж-образной формы, на двух средних его перемычках расположены встречно включенные возбуждающие катушки, на наружной и внутренней частях пентрельного стержня - встречно включенные компенсационные катушки, на наружных частях боковых стержней - соединенные последовагельно и согласно измерительные катушки, «вободные выводы которых включены между сигнальным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и общей точкой компенсационных катушек, одна из которых включена последовательновсгречно с измерительными катушками, а вторая соединена с управляющим входом усилителя.

17) может выполнягься в соответствии с профилем контролируемой детали.

Предлагаемое выполнение усзройс тва контроля кривизны профиля поверхности дает возможность повысить достоверность S контроля отклонения формы поверхности от заданной кривизны и определять величину изгибных механических деформаций на участках тонкостенных изделий сложной формы при действии внешних силовых нагрузок.

Устройство контроля кривизны профиля поверхности, содержащее дифференциальный вихретоковый преобразователь с возбуждающей, измерительной и компенсационной катушками, размешеннымй на общем магии о гопроводе, генератор, связанный с возбуждающей катушкой, и соединенные последо вательно усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, фазовый детектор и регистратор кривизны поверхности, о г — 25

Формула изобретения

Источники ив ормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство . ССР

% 219790, кл. G Ol В 7/28, 1967.

2. Авторское свидетел.,ство СССР

% 399717, кл. G С1 В 7/28, 1970.

888544

Состави„щп* Е, Артамонов

Редактор Н. Безродная Техред М, Рейвес Корректор Н. С теп

Заказ 8311/60 тираж 9tO Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

3. 130Э5, Москва, Ж - 35, Раушская наб., 4/5

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