Цифровой электромагнитный толщиномер Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

ИзоГфстеиие относится к средствам электромагнитной толщниометрии и может бмть использовано для контроля толщины крупногабаритных неферромагнитных и пелий в судостроении, машиностроении и других отраслях.

Цель изобретения - порышение достоверности и производительности контроля путем фиксирования качества пролега}п-1я источника поля.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового электромагнитного толщиномера; на фиг .2 - конструкция накладного источника аксиального электромагнитного поля; на фиг.З - эпюры в контрольных точках.

Толшиномер содержит источник 1 коммутируемого постоянного напряжения, шунт 2, длинный кабель 3, подключенный к шунту 2 и источнику 1 коммутируемого постоянного напряжения, накладной источник 4 аксиального электромагнитного поля, выполнен- ш,1Й в виде последовательно соединенных катушки 5 и -резистора 6 с концевым выключателем 7, и подключенньгх к длинному кабелю 3.

Толшлномер содержит также соединенные последовательно накладной ин дуктивный преобразователь 8 поля источника, длинный кабель 9, преобразователь 10 напряжения в интервал времени, второй вход которого подключен к шунту 2, линеаризатор 11 и основной блок 12 индикации, к которому через длинный кабель I3 подключен выносной блок 14 индикации. Кроме того, толщиномер содержит соединенные последовательно источник 15 опорного напряжения, компаратор 16, второй вход которого подключен к шунту 2, дифференцирующую цепь 17 иодновибра- тор 18,выход которой подключен к входу Запись основного блока 12 индикации.

Источник 4 аксиального электромагнитного поля, наложенного на контролируемое изделие 19, содержит пружину 20, измерительный щуп 21, шток 22 концевого выключателя 7, жестко размещенного на каркасе 23 катушки 5, закрепленной на щупе 21, и корпус 24 фиксирующий щуп 21 и пружину 20.

Толщиномер работает следующим образом.

Накладной источник 4 аксиального электромагнитного поля накладывают н контролируемое изделие 19. Соосно с ним на противоположную сторону изде526562

ЛИЯ 19 накладывают накладной индуктив- Н1ЛЙ преобразователь 8. При этом щуп 21 взаимодействует с изделием 19, пружина 20 сжимается и шток 22 концевого

5 ииключателя 7 отвождается от корпуса 2ч. При этом концевой выключатель 7 оказывается замкнутым. Обозначены так же напряжение U на шунте 2, напряжение и источника I коммутируемого пос0 поянного напряжения, напряжение U

источника 15 опорного напряжения, импульсное напряжение на выходе ли- неаризатора 11, напряжение U на выходе компаратора 16, выходное напря15 жение UQ дифференцирующей цепи 17, выходное напряжение U одновибратора К моменту t ток источника 1 ком20

мутируемого постоянного напряжения имеет величину

1е. (t) -ip;- )

где RJ эквивалентное сопротивление катушки 5, кабеля 3 и выходного сопротивления источника I постоянного

напряжения.

В момент 1, начинается переходной процесс уменьшения тока до второго стационарного значения i(t )0. При этом в накладном индуктивном преобразователе 8 поля источника наводится отрицательный импульс, который интегрируется преобразователем 10 напряжения в интервал времени за время t - . В момент t ,, ток i(t) возникает вновь и за время tj-t 1 вновь достигает значения (1). В момент t преобразователь 10 напряжения в ин-- тервал времени интегрирует постоянное напряжение

R.

- «S R,R.

- . и.

С2)

П1)оцесс интегрирования осуществляется до момента t.

Временный интервал t является выходной величиной преобразователя 10 напряжения в интервал времени и так как интервал нелинейно зависит от измеряемой толщцны, то с помощью линеаризатора 11 осуществ ляется линеаризация этой зависимости путем изменения частоты следовайия

импульсов, заполняющих временный интервал t, . Благодаря этому количество импульсов N в интервале Г, прямо пропорциональное измеряемой толпшне по- ступает на вход основного блока 12 индикации.

Изменение показаний цифрового ин- дикатора основного и выносного блоков 12 и 14 индикации происходит в моменты прихода на вход импульса U,. В толщиног ере возникновение импульсов Uj зависит от того, наложен ли накладной источник 4 аксиального электромагнитного поля на объект контроля или нет. Это достигается щим образом.

Ввиду того, что величину U вы- ирают из условия

и.,, (3)

то в моменты t, и t , когда нестационарные значения U, (t) становятся равными постоянному напряжению U,, , вы- ходное напряжение компаратора 16 скачком изменяется (фиг.З). 1апряжение UQ на выходе дифференцирующей цепи 17 формируется в те же моменты и цоложительный импульс в момент tr, запус-20 мер, содержащий источник коммутируе- кает одновибратор 18. Его короткий положительный импульс U,, возникающий в момент tc, , подается на вход Запись регистра основного блока 12 индикации. Так как всегда , то 25 счет импульсов Ь к этому моменту окончен, осуществляется индикация измеренного значения толщины и процесс измерения завершен Накладной немого постоянного напряжения, накладной источн 1к аксиального электромагнитного поля, выполненный в виде корпуса с размеще 1ной л нем катушкой, подключенной к источнику кo fмyтиpye- мого постоянного на ;ряжения, соединен 1гые последовательно накладной индуктивный преобразователь поля источника, преобразователь напряжения в инточник 4 аксиального электромагнитногоЗО тервал времени, линеаризатор, основполя отнимают от поверхности контролируемого изделия 19.

Концевой выключатель 7 цри этом размыкается и в цепь тока вводится .резистор 6 (R), что приводит к уменьшению стационарного значения тока

и

и,

7 ,

соответственно

к уменьшению стана входе компара-д..

(4)

едохраняет контакты концевого выключателя 7 от возможных экстратоков в моменты размь - кания.

Величину в дополнение к условию (4) выбирают из условия (фиг.Зб)

Uon Uoa

(5)

а условия так:

и . и

-С П

4

(3) и

и„, .

(5) можно запи- (6)

Когда по завершении измерений корпус 24 отнимают от поверхности контролируемого изделия 19, выполняется условие (5), выходное нагтряжение Ui компаратора 16 неизменно, импульсы Запись отсутствуют и показания

блоков 12 и 14 основного и выносного индикаторов остаются неизменными и равными значению измеренной толщины. Тем самым осуществляется режим запоминания показаний (режим памяти).

Формула изобретения Цифровой электромагиитнмй толщиномер, содержащий источник коммутируе-

мого постоянного напряжения, накладной источн 1к аксиального электромагнитного поля, выполненный в виде корпуса с размеще 1ной л нем катушкой, подключенной к источнику кo fмyтиpye- мого постоянного на ;ряжения, соединен 1гые последовательно накладной индуктивный преобразователь поля источника, преобразователь напряжения в ин5

..

5

ной и выносной блоки индикации и шунт, подключенный между вторым входом преобразователя напряжения в интервал времени и общим проводом, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительности контроля, он снабжен соединен- ньми параллельно концевым выключателем, размещенным на катушке с возможностью взаимодействия с корпусом, и резистором, включенными между катушкой и вторьгм входом преобразователя напряжения в интервал времени, и соединенными последовательно источником опорного напряжения, компаратором, второй вход которого подключен к пгуиту, дифференцирующей цепью и од- новибратором, выход которого соединен с входом Запись основного блока индикации.

Фм. Т

а

Фыг.2

Изобретение относится к средствам электромагнитной толщинометрии и может быть использовано для контроля толщины крупногабаритных неферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля. Толщиномер содержит последовательно соединенные источник коммутируемого постоянного напряжения и источник аксиального электромагнитного поля, выполненный в виде корпуса, в котором размещены последовательно соединенные катушка и резистор с концевым выключателем, который переключается при взаимодействии с корпусом, и последовательно соединенные накладной индуктивный преобразователь поля источника, преобразователь напряжения в интервал времени, линеаризатор, основной и выносной блоки индикации. Дополнительно толщиномер содержит соединенные последовательно источник опорного напряжения, компаратор и дифференцирующую цепь, подключенную к входу Запись основного блока индикации. 3 ил. i С/)

Редактор М. Бланар

Составитель Ю. Глазков

Техред Н. Бонкало Корректор М. Шароши

4615/ 3

Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4