Способ бесконтактного измерения линейных размеров Советский патент 1985 года по МПК G01B13/02 

Изобретение относится к измерительной тех нике и может быть использовано для измерения линейных размеров или деформаций. Целью изобретения галястся повышение быстродействия, надежности и точности при измерении линейных размеров или деформаций. На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 и 3 экспериментальные зависимости. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит два зпектрода, первый из которых выполнен в виде капиллярной трубки 1, а второй - в виде пластины 2. Капиллярная трубка 1 может быть проводящей или дизлектрической, например металлической или стеклянной,, с торцом, перпендикулярным оси. Для повьнпения точности и надежности работы торец должен обладать хорошей смачиваемостью, что достигается, например, его шероховатостью, а внешняя цилиндрическая поверхность - плохой смачиваемостью, что достигается с помощью полирования или покрытием водоотталкивающим слоем. Устройство включает также регулируемый высоковольтный источник 3 питания постоянного тока и регистрирующий прибор 4 в качестве которого может быть применен частотомер. Подавая в капиллярную трубку 1 токопрово-/ дящую жидкость, на ее торце формируют мениск 5, который из-за равенства гидростати ческого и лаплассовского давлений находится в покое. Размер мениска зависит от гидростатического давления, которое выбирается в диапазоне, указанном на фиг. 3. На мениск 5 подают высокое постояннйе напряжение (фиг. 36), и в промежутке между мениском j 5 и .электродом 2 создается резконеоднородно электрическое поле. Под действием электростати ческой индукции на мениске 5 наводится поверхностный заряд с максимальной плотностью у вершины. Электрическая сила нарушает поло жение 6 равновесия мениска 5 и вьггягивает его в конус. При этом Возрастает кривизна мениска 5, уменьшается межзлектродное рас- 500 Ф стояние h , что вызывает увеличение напряженности электрического поля до начальной напряженности коронирования. В результате возникает коронный разряд. Мениск 5 под действием лаплассовского давления, достигшего максимального значения, стремится минимизировать свою поверхностную потенциальную энергию и устремляется к положению равиовесия, достигая предельного положения 7. Начинаются периодические колебания мениска S с образованием коронных разрядов на каждый период без каплеобразования. Процесс имеет высокочастотный стабильный характер. При достижении положения 6 между мениском 5 и электродом 2 происходит коронный разряд, который регистрируют частотомером 4. Возможен также фотоэлектрический способ регистрации частоты коронных разрядов по импульсному свечению, а также по звуку, сопровождаемому этот процесс. При определенных сочетаниях напряжения U, давления Р и зазора h с вершины колеблющегося мениска при каждом колебании отрываются заряженные капли, которые пролетают через отверстие 8 в пластине 2. Эти капли можно фиксировать на подаижной яенте, используя в качестве жидкости чернила. По количеству капель на единице длины бумаги определяют зазор h На фиг. 2 показаны характерные фазы автоколебаний мениска воды при диаметре трубки dj 0,45 мм, h 5 мм, U 3,9 кВ, Р 2,6 кПа. На фиг. Зв показана экспериментально полученная линейная зависимость частоты автоколебаний мениска от изменения зазора h между электродами. Так как в качестве коронирующего электрода используется мениск жидкости, исключены подгорание, эрозия, нагрев трубки, что обеспечивает повышение надежности и точности измерения. Быстродействие измерений по предложенному способу возрастает в несколько раз, поскольку частота коронных импульсов достигает «: 3 кГц и более. 720 .

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕТОВ, заключающийся в создании электростатического поля между двумя электродами, измерении параметра коронного разряда между электродами и определении размеров по этому параметру, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, надежности и точности измерений, в первый электрод подают под давлением токопроводящую жидкость и формируют мениск заданной кривизны, повышают напряжение поля между мениском и вторым электродом до искрового пробоя, после чего напряжение поддерживают постоянным н с S регистрируют частоту коронных разрядов, по которой определяют измеряемый линейный сл размер.