Способ толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

: 2. Способ ПОП.1 отлнчаю:1д и и с я тем, что, с целью повьаие:ния точности контроля, к катушке измерительного преобразователя паФаллельно подключают переменную ем:кость, а образуемый контур настраивают на частоту источника магнитного поля.

3.Способ по пп.1и2отличающийся .тем, что компенсацию сигнала с измерительного преобразователя осуществляют при отсутствии изделия,

4.Способ по ПП.1 и 2, о т л,и :ч а ю щ и и с я тем, .что, с целью

:повышения точности контроля, компенiсацию наведенной ЭДС осуществляют при i наличии изделия между источником маг:нитного поля и измерительным преобра;зователем, а толщину изделия опреде: ляют по величине ког-шенсационного напряжения.

5.Способ по пп.1 и 2, о т ли чающийся, тем, что, с цел.ью повышения производительности контроля, компенсацию сигнала измерительного преобразователя производят при наличии эталонного образца в промежутке между источником магнитного поля и измерительным преобразователем.

6. Устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, содержащее соединенные п оследовательно генератор переменного тока и катушку возбуждения, располагаемые с однойстороны изделия, и соединенные последовательно катушку измерительного преобразователя, располагаемую соосно с катушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор, отличающее ся тем, что оно снабжено переменной емкостью подключенной параллельно катушке измерительного преобразователя, и со.единенными последовательно аттенюатором , подключенным к генератору переменного тока, и переменной дифференциальной фазовращающей ячейкой, подключенной к катушке измерительного преобразователя, которая установлена на фиксированном расстоянии от картушки возбуждения.

1. Способ толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, заключающийся в том, что с одной стороны изделия устанавливают источник магнитного поля, а с противоположной стороны соосно с источником магнитного поля - измерительный индукционный преобразователь, и толщину изделия определяютпо величине сигнала измерительного преобразователя ,отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и оперативности измерений при расширенных функциональных возможностях контроля изделий с произвольным сочетанием электро--и магнитопроводящих свойств, источник магнитного поля и измерительный преобразователь фиксируют на постоянном расстоянии друг от друга, на обмотку измерительного преобразователя дополнительно подают регулируемое по амп- § литуде и фазе переменное напряжение (Л с частотой, равной частоте источника магнитного поля, и компенсируют на веденную в преобразователе ЭДС. -sj 00

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для неразрушающего профильного контроля листовых и рулонных изделий

Известен способ толщинометрии изделий иэ электропроводящих материалов, заключающийся в том, что на контролируемом участке изделия создают замкнутую гальваническую цепь с помощью кoнтaктв ыx щупов и об измеряемой толщине судят по проводимости указанной цепи, причем контактные щупы освещают ферромагнитными насадками, а между ними создают постоянное магнитное поле 1.

Недостатки этого способа состоят в его непригодности для контроля изделий из диэлектриков, магнитных и электропроводящих материалов, покрытых изoляциoнны и, оксидными и металлическими пленками.

Известно устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых изделий, содержащее источник тока, контактные щупы, усилитель и индикатор 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля,.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, заключающийся в том, что с одной стороны изделия: устанавливают источник магнитного поля, ас противоположной стороны соосно с источником магнитного поля размещают измерительный индукционный .преобразователь и толщину изделия определяют по величине сигнала измеритель ноге преобразователя J.

Недостатками этого способа являются его громоздкость и неоперативность, связанные с необходимостью применения и взаи1«)ориентации трех индукционных узлов с использовани.ем измерителя линейных величин при непригодности спрсоба для контроля как ферромагнитных изделий, так и шпрокого класса объектов, диэлектрические и диамагнитные свойства которых существенно отличаются от соответствующих .свойств воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для тол1данометрии крупногабаритных и рулонных изделий, со-, держащее соединенные последовательно генератор переменного тока и катушку возбуждения, располагаемые с одной стороны изделия, и соединенные последовательно катушку измерительного преобразователя, располагаемую по упругую сторону изделия соосно с катушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор Г27. Недостатком известного устройства является ограниченность его применения для материалов с различными свойствами. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и оперативности измерений при расширенных функциональных возможностях контроля изделий с произвольным сочетанием электро- и магнитопроводяЕцих свойств а также повышение точности.и производительности контроля. Поставленная цель достигается тем что согласно способу толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, заключающемуся в том, что с одной стороны изделия устанавливают источник магнитного поля, а с противоположной стороны соосно с источником магнитного поля размешают измерительный индукционный преобразователь и толщину изделия определяют по величине сигнала измерительного преобразователя, источник магнитного поля и измерительный преобразователь фиксируют на постоянном расстоянии друг от друга, на обмотку измерительного преобразователя дополнительно подают регулируемое по амплитуде и фазе переменное напряжение с частотой, равной частоте источника магнитного поля, и компенсируют наведенную в преобразователе ЭДС. Кроме того, к катушке измерительного преобразователя параллельно подключают переменную емкость, а образуемый контур настраивают на частоту источника магнитного поля. Причем компенсацию сигнала с измерительного преобразователя осуществляют при отсутствии изделия. При этом, с целью повышения точности контроля, компенсацию наведенной ЭДС осуществляют при наличии изделия между источником магнитного поля и измерительным преобразователем, а толщину изделия определяют по величине компенсационного напряжения. Кроме того, с целью повышения производительности контроля, компенсаци сигнала измерительного преобразователя производят при наличии эталонного об разца в промежутке между источником магнитного поля и измерительным преобразователем. Кроме этого, устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, содержащем соединенные последовательно генератор переменного тока и катушку возбуждения располагаемые с одной стороны изделия, и соединенные последовательно катушку измерительного преобразователя, располагаемую соосно с катушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор, снабжено переменной емкостью, подключенной параллельно катушке измерительного преобразователя, и соединенными последово|Тельно аттенюатором, подключенным к генератору переменного тока, и переменной дифференциальной фазовращагощей ячейкой, подключенной к катушке измерительного преобразователя, которая установлена на фиксированном расстоянии от катушки возбуждения. На фиг.1 представлена обобщенная схема измерений; на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.З - принципиальная схема устройства. Для определения толщины изделия 1 последнее вводится между катушками 2 и 3, первая из которых является катушкой возбуждения, связана с генератором 4 и является источником переменного магнитного поля с ферромагнитным концентратором 5. Катушка 3 является катушкой измерительного индукционного преобразователя, снабжена концентратором.6 и. вводится в цепь, содержащую как кондуктивно включенный источник 7 переменного напряжения , синхронного с магнитным полем катушки 3, так и индикатор 8 уровня колебаний. Источник 7 имеет возможность плавной подрегулировки фазы, а уровень колебаний его может плавно варьироваться с помощью аттенюатора 9 напряжения. При измерении . толщины изделия 1 напряжение источника 7 устанавливают в противофазе с ЭДС, наводимой в катушке 3 источником магнитного поля (катушка 2) сквозь контролируемый участок изделия 1. Затем аттенюатором 9 изменяют уровень сигнала, подаваемого через катушку 3 измерительного преобразователя на вход индикатора 8 уровня, до достижения последним нулевогр показания. при этом о толщине изделия судят по уровню сигнала источника 7 или по положению подвижного контакта аттенюатора 9. . Чувствительность измерений может быть повышена при подключении к катушке 3 преобразователя 10 переменной емкости и настройке контура на частоту источника магнитного поля (катушка 2) . Из схемы по фиг.2 видно, что рассмотренная схема измерений может быть упрощена, а стабильность и оперативность контроля повышены, если функции основного генератора, питающего катушку 2, и функции вспомогательного источника 7 напряжения будет выполнять общий генератор 11 переменного тока, к выходу которого параллельно подключена катушка 12 возбуждения, являнадаяся источником магнитного поля, а также последовательно включенные пла:вный аттенюатор 13 напряжения и переменная дифференциальная фазосдвигающая ячейка 14, выход которой

введен в последовательную цепь, содержащую как резонансный контур из катушки 15 измерительного преобразователя и емкости 16, так и измеритель 17 уровня колебаний.

Как видно из фиг.З, фазосдвигающая .ячейка 14 выполнена в виде енного RC-моста 18 с приключенньдм к его выходной диагонали потенциометром 19, а в состав измерителя 17 уровня входят усилитель 20, детектирующее звено 21 .и стрелочный индикатор 22. Картушка 12 возбуждения и катушка 15 измерительного преобразователя снабже:ны сердечниками 23 и 24 и экранируюищми стаканами 25 и 26, а перпен,цику|Лярно к общей оси сердечников 23 и ;24 установлены направляющие 27 и 28 для протягивания рулонных изделий К ВЫХОДУ детектирующего звена 21 пара;плельно с индикатором 22 подключены релейный узел 29, содержащий переменный резистор 30 и поляризованное реле 31:, а также самописец 32, носитель KctToporo имеет синхронный с установкой для протягивания рулонных изделий привод.

Тарировка устройства (фиг.З осуществляется путем последовательного ваода между направляющими 27 и 28 каЛ1 брованных по толщине образцов определенного состава и достижения с помощью аттенюатора 13 нулевых показаний индикатора (положение движка потонциометра 19, устанавливаемое при введении первого образца, в дальнейшем остается неизменным). При этом шкала аттенюатора 13 градуируется непосредственно в единицах контролируемого параметра. Для толщинометрии изделий из различных материалов аттенюатор 13 снабжается набором накладных шкал, каждая из которых отградуирована в единицах толщины для соответствующего материала.

Способ осуществляется следующим образом.

При проведении измерения исследуемое изделие 1 вводится между направляющими 27 и 28 устройства (фиг.З) затем, после уточнения положения движка потенциометра 19 по минимуму показания индикатора 22, плавно изменяют уровень сигнала, поступающего с выхода аттенюатора 13 на вход фазосДвигающей ячейки 14, до получения стрелкой индикатора 22 нулевого откЛонения. В момент, когда индикатор 22 покажет нуль, указатель движка аттенюатора 13 покажет по градуированной шкале аттенюатора искомую толщину изделия.

Для контроля разногабаритных изделий фазу и уровень сигнала, поступающего с выхода аттенюатора 13 через

фазосдвигающую ячейку 14 на резонансный контур, предварительно устанавливают так, чтобы при отсутствии контролируемого изделия меходу направляющими 27 и 28 на входе усилителя 20 имел место нулевой результирующий потенциал, подтверждаемый нулевым показанием индикатора 22. При введении затем подлежащего контролю изделия 1 между направляющими 27 и 28 о толщине исследуемого участка изделия 1 судят непосредственно по показанию индикатора 22.

Для повышения разрешающей способности и производительности поточного контроля рулонных изделий на их соответствие задаваемым допускам перед началом измерения между направляющими 27 и 28 устройства предварительно вводится калиброванный по толищне образец изделия 1 соответствующего номинала и состава материала. При зтом уровень и фазу сигнала, поступающего из фазосдвигающей ячейки 14 на резонансный контур, устанавливают так, чтобы сигнал на входе усилителя 20 был равен нулю. Вводя затем-в устройство образец изделия, имеющий предельно допустимое отклонение толщины относительно первого образца, устанавливают коэффициент усиления усилителя 20 таким, чтобы стрелка индикатора 22 достигла контрольной метки, отвечающей 75% шкалы индикатора, при этом резистором 30 чувствительность реле 31 изменяют до достижения порога срабатывания этого реле.

Если в процессе работы устройства толщина протягиваемого между направляющими 27 и 28изделия отвечает номиналу,то на входе усилителя 20 сигнал отсутствует, реле 31 обесточено, а стрелка индикатора не отклоняется от нуля. С появлением у рулонного изделия 1 отклонения ох номинальной толщины на входе усилителя 20 возникает переменный сигнал, который детектируется эвеном 21 к подается на самописец 32, непрерывно регистрирующий отклонения текущего значения толщины изделия от номинала в процессе намотки или сматывания рулонных изделий. Ленточный носитель самописца 32 при этом перемещается синхронно с протягиванием рулона контролируемого изделия. В моменд, когда толщина изделия достигнет максимально допустимого отклонения от номинала, ток в цепи реле 31 достигнет порогового значения. Реле срабатывает и своими контактами (не показаны) включает световой и акустический сигнализаторы брака, производя одновременно останов двигателя подачи рулонного изделия..