Датчик расстояния между сварочной горелкой и изделием Советский патент 1983 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к оборудованию для сварки и может быть испол зовано в устройствах автоматическог управления положения инструмента пр сварке плоских или угловых соединений . Известен датчик расстояния, испбльзуемый в автоматическом регуляторе расстояния резака до поверхности изделия. Датчик выполнен в йиде плоской индуктивной катушки, составлявдей часть колебательного контура, питаемого током высокой частоты. При изменении высоты установки данного датчика над поверхностью обрабатываемого изделия изме няется индуктивность катутики датчик ,и, следовательно, частоты .собственных колебаний контура, образованного индуктивностью катушки датчика и емкостью. При этом изменяется амплитуда выходного сигнала датчика Cl . Недостатки этого устройства заключаются в том, что выходное напряжение резонансного контура, в состав которого входит датчик, подвержено влиянию внешних факторов: изме нению частоты и амплитуды питающего напряжения, температуры и т.д. Это снижает точность работы устройства и, следовательно, ухудшает качество изделия. Известен также комбинированный электромагнитный датчик, содержащий питающую И измерительные обмотки. Две обмотки, предназначенные для измерения расстояния до поверхнос,ти свариваемого изделия, расположены по обе стороны от питающей обмот ;ки, в плоскости ее симметрии параллельно поверхности свариваемого изделия. Третья измерительная обмотка датчика служит для формирования .сигнала о смещении стыка СзJ . : Недостат.ком известного датчика является его сложность вследствие :того, что для измерения расстояния свсфочной горелки до поверхности .св риваемого изделия требуются Две измерительные обмотки, намотанные на отдельные каркасы, а отсюда - недостаточная надежность. Цель изобретения - повышение надежности датчика за счет упрощения его конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в датчике расстояния между сварочной горелкой и изделием, со-.. держащем питающую и измерительные., о мотки, расположенные на электроизоляционном каркасе во взаимно перпенд кулярных плоскостях, измерительная обмотка смещена относительно плоско ти симметрии питающей обмотки, намо тана поверх последней и расположена в плоскости, перпендикулярной поверхности свариваемого изделий. на фиг. 1 изображена конструкция датчика, установленного над свариваемым изделием; на фиг. 2 показаны контуры расположения обмоток датчика над сварийаемым изделием, ток в контуре питающей обмотки, магнитное по-ле, образованное этим током, вихревые токи на поверхности изделия и магнитное поле, вызванное действием этих вихревых токов. датчик состоит из питающей обмотки 1 и измерительной обмотки 2, намотанных на общий изоляционный каркас 3, Плоскости обмоток 1. и 2 взаимно перпендикулярны. Датчик закреплён на корректоре так, что плоскость питающей обмотки. параллельна по- ... верхности обрабатываемого изделия 4. Измерительная обмотка 2 смещена относительно -параллельной ей плоскости симметрии питающей обмотки. Питающая обмотка 1 подключается к генератору синусоидального напряжения, измерительная обмотка Т подключается к блоку Управления. .Датчик работает следующим образом. . ;.- - -При.включенном гейераторе синусоидального напряжения в пи.такяцей овмотке 1 датчика течет синусоидальный ток, который образует свое магнитное поле, условно показанное в виде си-. ловых линий 5. При отсутствии свариваемого изделия в результате того, что измерительная обмотка 2 расположена симметрично, а магнитное поле питающей обмотки 1, т.е. одни и те же магнитные силовые линии пересекают плоскость измерительной обмотки i в противоположных направлениях, ЭДС в ней не наводится. Когда датчик устанавливают, над изделием 4-, на поверхности изделия наводятся вихревые токи 6. Магнитные силовые линии 7, вызванные действием э1:их вихревых токов 61 пересекают плоскость измерительной обмотки 2 и, следовательно, наводят в ней ЭДС. Смещение измерительной абмотки 2 относительно параллельной ей плосквсти симметрии питающей обмотки 1 определяется максимумом величины наводимой в ней ЭДС, при этом повышается чувствительность датчика. Это смещение таково, что плоскость, в которой лежит измерительная обмотка 2, находится вблизи от части боковой поверхности питающей обмотки 1. Смещение измерительной обмотки 2 определяется опытным путем и зависит от материала с.вариваемого изделия, высоты установки датчика над поверхностью и других факторов. В зависимости от расстояния между датчиком и поверхностью свариваемого изделия 4 изменяется плотность вихревых токов 6 на поверхности и величина напряженности магнитного поля 7, вызванного вихревыми токами. Следовательно, меняется и величина ЭДС, наведенной . в измерительной 2. ЭДС, наведенная в измерительной, обмотке 2, поступает в блок управления. Если в процессе сварки изделия электрод и датчик приблизились к изделию, плотность вихревых токов 6 на поверхности изделия 4 возрастает При этом в измерительной обмотке 2 возрастает и наведенная ЭДС. Аналогично, если в процессе сварки изделия электрод и датчик отделяются от изделия, плотность вихревых токов 6 на поверхности изделия 4 уменьшается. При этом уменьшается и напряженность магнитного поля 7, выз ванная этими вихревыми токами и, следовательно, меньшее число магнитных силовых линий 7.пересекает витки измерительной обмотки 2. При этом в измерительной обмотке 2 уменьшается и наведенная ЭДС. Таким образом, предложенное устройство решает задачу измерения расстояния между сварочной горелкой и поверхностью свариваемого изделия посредством двух обмоток- - питающей и измерительной, намотанной на общем каркасе. . Использование изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность работы автоматических систем стабилизации, сварочных процессов.

ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ МЕЗКДУ СВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКОЙ И ИЗДЕЛИЕМ, СО-,. держащий питающую и измерительную обмотки, расположенные на общем электроизоляционном каркасе во взаимно перпендикулярных плоскостях, о тлича ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности датчика за счет упрощения его конструк- Ции, измерительная обмотка смещена относительно плоскости симметрии пита}ощей обмотки, намотана поверх пос.ледней и расположена в плоскости, перпендикулярной.поверхности свариваемого изделия. СО Ь%;%: % х; % ;% да О 00