Устройство взаимоориентации к толщиномеру Советский патент 1983 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной, технике и может быть использовано для неразрушанядего контроля стенок полых изделий сложной формм, крупногабаритных- изделий и труб.

Известно устройство нзаимоориентации к толщиномеру, включакедему внешний и внутренний контактные щупы, содержащее ферромагнитные насадки для упомянутых щупов, источник постоянного магнитного поля, создаваемого между насадками, и измерительный прибор, включенный в электрическую цепь, образованную внешним щупом с ферромагнитной насадкой, серебряным тросиком, и внутренним щупом с насадкой tl Однако указанное устройство не обеспечивает самоориентации щупов толщиномера.

Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому устройство взаимоориентации к толщиномеру содержит устанавливаемые по обе стороны стенки контролируемого изделия блоки, один из которыхвыполнен в виде каретки со сквозным отверстием, в котором размещены подпружиненные вдоль его оси элемент преобразователя толщиномера и ферромагнитный

элемент, а второй блок включаетв себя электромагнит, блок питания электромагнита и индикатор С2.

Однако это устройство непригодно для контроля диэлектрических изделий и электропроводящих изделий, покрытых различными пленкамиJ трудоемка установка оси внешнего блока вдоль нормали к элементу наружной поверх10ности изделия; недостаточна точность взаимной ориентации блоков измерительной цепи вследствие преждевременного вытягивания подпружиненного элемента преобразователя и ферромаг15нитного элемента подвижного блока.

Цель изобретения - расширение диапазона контролируеьих изделий и повышение точности взаимоориентацип.

Указанная цель достигается тем,

20 что второй блок устройства выполнен в виде каретки, идентичной каретке первого блока, .отверстие каждой каретки выполнено с сужением в средней части и расширением в части,

25 прилежащей к основанию каретки, ферромагнитный элемент выполнен в виде цилиндрического сердечника, обмотка электромагнита и один элемент преобразователя, размещены в

30 расширяющейся части отверстия одного блока, а второй элемент преобра.зователя - в рааииряющейся- части отверстия второго блока, а блок питания электромагнита выполнен со ступенчатой регулировкой тока подмагничивания. На чертеже изображено устройство для одного из частных случаев его применения - при использовании элементов преобразователя электромагнитного типа. Участок криволинейной стенки 1 подлежащего контролю полого изделия 1 охватывается парой располагаемых по обе стороны контролируемой / стенки плавающих взаимоцентрирующи ся блоков 3 и 4, ОДИН из которых блок 3, введенный в полость контролируемого изделия, - содержит первый элемент преобразователя толщиномера, в частности излучатель пере,менного магнитного поля, состоящий из катушки 5 индуктивности и ферромагнитного стержня 6, представляю-щего собой выдвигаеАвлй подпружинень ый элемент подвижного блока 3. Один элемент преобразователя толщиномера - катушка 5 индуктивности экранированным кабелем 7 связана с внешним источником 8 переменного тока. Катушка 5 индуктивности с ферромагнитным стержнем 6 расположены в центральном отверстии- кругосимметри ной каретки 9, которая в своей внешней донной части снабжена расположен ными по кругу сальниковыми гнездами содержащими элементы качения в виде стальных шариков 10. Другой из пары взаимоцентрирующих ся блоков - блок 4, размещаемый на внешней поверхности контролируемого изделия, - содержит второй элемент преобразователя толщиномера (в данно случае катушку 11 индуктивности на ферромагнитном стержне 12 ). Одна из обмоток двухсекционной катушки 11 обмотка, расположенная ближе к внешней пов.ерхности контролируемой стенки 1, - соединяется экранированным кабелем 13 с индикатором толщиномера состоящим из последовательно включен ных усилителя 14 переменного тока, детектирующего узла 15 и стрелочного индикатора 16. Вторая из обмоток двухсекционной катушки 11, образующая совместно с ферромагнитным стержнем 12 электромагнит, соединена: кабелем 17 с блоком 18 питания, представляющим собой источник постоянного тока, который одновременно с питанием обмотки подмагничивания катушки 11 обеспе 1ивавт через сетевой тумблер 19 питание уси лителя 14 индикатора 16 толщиномера Двухсекционная катушка 11 и ферро магнитный стержень 12 расположены в расширяющейся части отверстия каретки 20, донная часть которой, как и соответствующая часть каретки 9 внутреннего блока 3, снабжена расположенными по кругу сальниковыми гнездами, содержащими стальные шарики 21. Центральные отверстия металлических кареток 9 к 20 внутреннего 3 и внешнего 4 блоков устройства имеют сужение в средней части и расширение в части, прилегающей к основанию каретки, а ферромагнитные стержни 6 и 12 выполнены в виде цилиндрических сердечников. На упорно-ограничительные пояски 22 и 23 ферромагнитных стержней 6 к 12 опираются расположенные в . верхней ча;сти каналов каретки 9 и 20 пружины 24 и 25, удерживающие ферромагнитные стержни б и 12 внутри каналов кареток. С верхней стороны кареток 9 и 20 на ограничительные пояски 22 и 23 ферромагнитных стержней 6 и 12 опираются крышки 26 и 27 кареток. Тумблер 28,блока 18 питания служит для подачи ферромагнитного постоянного тока на обмотку электромагнита блока 4. . Устройство работает следующим образом. При толщинометрии стенок полых изделий один из подвижных блоков (блок 3 ) вводят в полость контролируемого изделия 2, а блок 4 устанавливают на поверхности изделия 2 и тумблером 19 подают питание через кабель 17 на -обмотку электромагнита двухсекционной катушки 11. Под действием поля электромагнита, создаваемого током подмагничивания катушки 11, происходит автоматическое отыскивание каретки 9 введенного в полость изделия плавающего блока 3, содержащего один из элементов преобразователя - контурную катушку 5 индуктивности с ферромагнитным .стержнем б. Конструкция кареток 9 и 20 обоих подвижных блоков 3 и 4 обеспечивает их свободное перемещение по наружной и внутренней криволинейным поверхностям стенок изделия с автоматической центровкой и строгой взаимоориентацией блоков 3 и 4 в положении, при котором оси обоих элементов преобразователя - его катушки 5 индуктивности с ферромагнитным стержнем б и воспринимающей обмотки катушки 11 с сердечником 12 - устанавливаются в направлении усредненных нормсшей соответственно к элементам внутренней и внещией поверхностей изделия у исследуемого участка стенки. ,. Интенсивность излучения, проникающего от катушки 5 индуктивности блока 3 сквозь стенку изделия 2 к элементу преобразователя, расположенному в блоке 4 (к воспринимающей

обмотке катушки 11 ), является для определенного состава материала изделия однозначной функцией толщины стенки на контролируемом участке.

О моменте взаимоориентации блоков 3 и 4 устройства в оптимальном положении - на кратчайшем расстоянии друг от друга, когда оси излучающего (5 ) и воспринимающего (11) элементов преобразователя устанавливаются вдоль усредненной нормали к элементам противолежащих Поверхностей контролируемых участков стенки изделия, судят по наибольшему показанию индикатора 16.

Посла взаимоориентации блоков 3 и 4 в оптимальном положении тумблером 28 по кабелю 17 на обмотку электромагнитна (на левую по чертежу секцию катушки 11 блока 4 ) подают повышенную величину постоянного тока. При этом происходит вытягивание подпружиненных выдвижных ферромагнитных стержней 6 и 12, связанных с изучающим и воспринимающим элементами преобразователя катушками 5 и 11 индуктивности. Ферромагнитные стержни 6 и 12 выдвигаются из корпусов кареток 9 и 20 до упора, своими закругленными окончаниями соответст венно во внутреНг нюю и внешнюю поверхности контролируемого участка стенки изделия.

После самофиксации блоков 3 и 4 под действием форсированного тока электромагнита блока 4 в указанном окончательном положении, отвечающем упору окончаний ферромагнитных стержней б и 12 в противолежащие поверхности стенки изделия, толщина контролируемого участка стенки считывается :по показанию индикатора 16, шкала которого предварительно градуируется для материала исследуемой серии деталей непосредственно в единицах толщины. .

Ступенчато снижая затем тумблером 28 величину тока, поступающего на обмотку электромагнита блока 4 (левая по черте5 у секция катушки 11 ) и перемещая внешнюю каретку 20 к подлежащим контролю участкам изделия, вызывают тем самым синхронное автоматическое перемещение введенной в полость изделия каретки 9, зеркально повторяющей изнутри изделия все перемещения внешнего блока 4. Ступенчато поднимая в контрольных точках на поверхности изделия ток электромагнита блока 4 переводом тумблера 28 в правое по схеме положение, результаты производимых-указанным . образом измерений фиксируют по показаниям индикатора 16, который при контроле изделий, выполненных изразличных материалов, снабжается соот, ветствующим набором накладных шкал.

Предлагаемое устройство обеспечи5 вает повышение точности и оперативности автоматической взаимоориентации обоих блоков измерительной системы в их оптимальном положении, обуславливающем повьииение разрешакицей

0 способности профильного контроля широкого класса крупногабаритных и полых объектов сложной формы из диэлектриков и электропроводящих пара- и диамагнитных материалов с

5 различным качеством обработки поверхностей (как чистых, так и шероховатых, с окисными пленками). Кроме того, расширяются возможности его совместного использования с преоб0 разователями электромагнитного, рентгеновского, ультразвукового, радиоактивного и других типов.

Формула изобретения

Устройство взаимоориентации к толщиномеру, содержащее устанавливаемые по обе стороны стенки контролируемого изделия блоки, один из

Q которых выполнен в виде каретки со сквозным отверстием, в котором размещены подпружиненные вдоль его оси элемент преобразователя толщиномера и ферромагнитный элемент, а второй, блок включает в себя электромагнит, блок питания электромагнита и индикатор, отличающее с я тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых изделий и повышения точности взаимоориента- 0 ции, второй блок выполнен в виде каретки, идентичной каретке первого блока, отверстие каждой каретки выполнено с сужением в средней части и расширением в части, прилежащей к

5 основанию каретки, ферромагнитный элемент выполнен в виде цилиндрического сердечника, обмотка элeктpo aг- нита и один элемент преобразователя размещены в расширяющейся части отQ верстия одного блока, а второй элемент преобразователя - в расширяющейся части отверстия второго блока, а блок питания электромагнита выполнен со ступенчатой регулировкой тока подмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 359506, кл. G 01 В 7/06, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

0 № 371412, кл. G 01 В 7/06, 1971 {прототип )..