Способ бесконтактного измерения перемещений Советский патент 1984 года по МПК G01B17/02 G01B7/06 

Изобретение относится к акустоизмеригельной технике и может быть использовано -для бесконтактного измерения перемещений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ бесконтактного измерения перемещений, заключающийся в том, что устанавливают магнит на контролируемом объекте, возбуждают вс взаимодействующем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждения до з.аданного участка, а по полученному результату определяют положение контролируемого объекта СО.

Недостатком указанного способа является невысокая точность измерения вследствие использования дискрет ного способа определения положения контролируемого объекта, абсолютная погрешность которого ограничена линейньми размерами дискретного считывающего элемента.

Цель изобретения - повышение точности.

Указанная цель достигается тем,

что по способу бесконтактного измереI,

Иия перемещений, заключающемуся в том, что устанавливают на контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействующем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее до заданного участка от точки возбуждения и по полученному результату определяют положение контролируемого объекта, магнитострикционньй звукопровод перед возбуждением в нем акустической волны размагничивают, затем намагничивают магнитом взаимодействующий с ним участок до насыщения, а время распространения измеряют до магн11тонасьяценного участка и обратно до точки возбуждения акустической волны.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализзтощего способ; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая распределение модуля упругости материала магнитострикционного звукопровода по длине.

Устройство, реализующее способ, содержит излучатель-приемник 1 акустической ВОЛНЫ,, магнитострикционный звукопровод 2, магнит 3, магнитонасыщенньй участок 4 звукопровода 2, | демпфер 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Излучатель-приемник 1 возбуждает в магнитострикционном звукопроводе 2 продольную акустическую волну, которая распространяется вдоль звукопровода с модулем упругости Е, соответствующим полностью размагниченному состоянию звукопровода 2. Магнитное поле магнита 3 создает изменение модуля упругости звукопровода 2 Локальной области участка 4, где величина его возрастает до значения Eg, соответствующего магнитному насьщению материала звукопровода 2 (фиг. 2)

Величина модуля упругости оценивается из известного выражения для дельта Е-эффекта (Eg - Е)/Е к составляет 20% для отожженного никеля и магнитострикционных ферритов,

Коэффициент отражения акустической

волны равен К 1 для

ES - УЕГЁ-исключения отражения акустической волны от конца звукопровода 2, противоположного излучателю-приемнику 1, устанавливают демпфер 5.

Положение подвижного магнита 3 и связанного с ним контролируемого объекта определяют из соотношения

X В1

где dt - время распрост2

ранения акустической волны от излучателя-приемника 1 до локальной области участка 4, намагниченного до магнитного насьщения, и обратно; V - скорость звука в магнитострикционном звукопроводе 2.

Магнит 3 создает остаточную намагниченность участко в материала магнитострикционного звукопровода 2, что изменяет его модуль упругости.

Для увеличения амплитуды отраженного сигнала материал магнитострикционного звукопровода 2 перед каждым циклом измерений размагничивают, уменьшая влияние остаточной индукции. Эта операция может быть осуществлена, например, генератором размагничивающих импульсов. В противном случае коэффициент К отражения без размагничивания уменьшается.

Опытный магнитострикционный преобразователь, содержащий з укопровол

в виде ленты толщиной 0,5-1 lм имеет

п , МКС

чувствительность 0,4 -- и позволяет

измерять перемещения в диапазоне 800 мм с разрешающей способностью 0,1-0,2 мм. Затухание ультразвуковой волны составляет 2-3 дб/м.

Использование предлагаемого спо-соба позволяет повысить точность определения положения подвижного объекта при кратковременном исчезновении питающего напряжения и уменьшить мощность потребления в импульсном режи ме работы излучателя акустической волны.

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕ11ИЙ, .заключающийся в том, 4Tq устанавливают ita контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействуницем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждения до заданного участка и по полученному результату определяют положение контролируемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, магнитострикционный звукопровод перед возбуждением в нем акустической волны размагничивают, затем намагничивают магнитом взаимод йствукиций с ним участок до насьицения, а время распространения измеряют до магнитонасыщенного участка и обратно до точки возбуждения акустической волны.

V

иг. /

фив.1