Электромагнитный толщиномер Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины крупногабаритных неферромагнитных изделий во всех областях машиностроения. Целью изобретения является повы-шение производительности измерения толщины изделий путем исключения ошибок измерения за счет автоматического совмещения осей источника поля и измерительного преобразователя. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства,, .на фиг. 2 - пример конкретной реализации дополнительной схемы управления, на фиг. 3 - -временные диагра мы в контрольных точках блок-схемы дополнительной схемы управления. Устройство содержит импульсный источник 1 тока, соединенный с исто ником 2 поля, соединенные последова тельно преобразователь 3 поля, аналого-цифровой преобразователь 4, функциональный преобразователь 5, первый регистр 6, цифровой индикатор 7, дополнительный регистр 8, схему 9 сравнения кодов, первый вхо которой соединен с выходом регистра 6, а второй вход соединен с выходом дополнительного регистра 8, выход первого регистра 6 соединен первьи входом дополнительного регистра 8, схему 10 управления, первый выход которой соединен с входом импульсного источника 1 тока,вторым входом аналого-цифрового преобразо вателя 4 и вторым входом (запись) дополнительного регистра 8, выход аналого-цифрового преобразователя 4 соединен с вторым входом (запись первого регистра 6, двухкоординат.ный блок перемещения преобразователя 3 поля, содержащий два шаговы микродвигателя 1I и 12, доподнител ную схему 13 управления, первый вхо которой соединен с вторым выходом схемы 10 управления, второй вход соединен с выходом схемы 9 сравнения кодов, вход 14, сигнал-пуск с которого поступает на третий вход дополнительной схемы 13 управления вход 15, на который подается напря жение питающей сети, поступающее далее на вход схемы 10 управления , Первый выход дополнительной схем 13 управления соединен с шаговым м родвигателем 11, второй выход допо 432 нительной схемы 13 управления соединен с шаговым микродвигателем 12. Двухкоординатный блок перемеще- ния преобразователя 3 поля выполнен в виде накладной несущей квадратной рамки5 на которой закреплены два координатных шаговых микродвигателя 11 и 12 и преобразователь 3 поля так, что при вращении каждого из микродвигателей П и 12 преобразователь 3 поля перемещается внутри рамки по соответствую01ей декартовой координате. Кинематическая схема двухкоординатного блока перемещения преобразователя аналогична кинематической схеме стандартного двухкоординатного самописца, например, типа ПДС-021. Дополнительная схема 13 управления может быть выполнена различным образом, например так, как показано на фиг. 2. Она содержит два счетных триггера 16 и 17, схемы ЗИ 1821, реверсивные распределители 22 и 23 импульсов управления щаговых микродвигателей 11 и 12, управляемый генератор 24 импульсов, схему 25 ИЛИ, одновибратор 26, схему 2И 27, счетчик 28 импульсов и дещифратор 29. Входы счетных триггеров 16 и 17 соединены с выходом схемы 9 сравнения кодов, вход управляемого генератора 24 импульсов управления соединен с вторым выходом схемы 10 управления, выход управляемого генератора 24 импульсов соединен с первым входом схем ЗИ 18-21, прямой выход счетного триггера 16 соединен с вторым входом схемы ЗИ 18, инверсный выход счетного триггера 16 соединен с вторым входом схемы ЗИ 19, прямой выход счетного триггера 17 соединен с вторым входом схемы ЗИ 20, инверсный выход счетного триггера 17 соединен с вторым входом схемы ЗИ 21, вход 14 соединен с первым входом схемы 25 ИЛИ, выход схемы 25 ИЛИ соединен с входом одновибратора 26, выход которого соединен с первым входом схе- . мы 2И 27, второй вход схемы 2И 27 соединен с выходом схемы 9 сравнения кодов, выход схемы 2И 27 соединен с первым (счетным) входом счетчика 28 и вторым входом схемы 25 ИЛИ, второй вход (обнуление) счетчика 28 соединен с входом 14, первый и второй выходы счетчика 28 соединены соответственно с первым и вторым

3

входами дешифратора 29, первый выход дешифратора 29 соединен с третьими входами схем ЗИ 18 и 19, второй выход дешифратора 29 соединен с третьими входами схем ЗИ 20 и 2 третий выход дешифратора соединен с вторым входом (гашение) индикатора 7. Выход схемы ЗИ 18 соединен с первым входом (вперед) реверсивного распределителя 22 импульсов, выход схемы ЗИ 19 соединен с вторым входом (назад) реверсивного распределителя 22 импульсов, выход схемы ЗИ 20 соединен с первым входом (вперед) реверсивного pacjipeделителя 23 импульсов, выход схемы ЗИ 21 соединен с вторым входом (назад) реверсивного распределителя 23 импульсов,

Устройство работает следующим образом.

На объект контроля (на фиг. 1 и 2 не показан) накладывают источник 2 поля и блок перемещения преобразователя 3 поля так, что источник 2 поля и преобразователь 3 поля находятся с разных сторон объекта контроля, В исходном состоянии счетные триггеры 16 и 17 в произвольном состоянии, например, на прямом выходе счетного триггера 16 - единица , а на прямом выходе счетного триггера 17 - нуль, в первом регистре 6 и дополнительном регистре 8 произвольные коды. В момент t (фиг.З оператор подает на вход 14 команду Пуск, которая, проходя через схему ИЛИ 25, запускает одновибратор 26, на выходе которого устанавливает нуль и обнуляет счетчик 28. На первом выходе дешифратора 29 устанавливается единица, разрешая прохождение импульсов управления от управляемого генератора 24 через одну из схем ЗИ 18 или 19 в зависимости от состояния счетного триггера 16. Нуль на втором выходе дешифратора 29 блокирует схемы ЗИ 20 и 21. Нуль на третьем выходе дешифратора 29 запрещает включение индикатора 7.

В момент tj, (фиг. 3) начинается преобразование величины ЭДС наведенной в преобразователе 3 поля, во временной интервал на выходе аналого-цифрового преобразователя 4, который в свою очередь, преобразуется функциональным преобразователем 5 в код, который минимален и равен действительному значению толщины

689434

объекта контроля при соосном положении источника 2 поля и преобразователя 3 поля. При увеличении несоосности J временной интервал на выхо, де аналого-цифрового преобразовате- ля 4 уменьшается, а код на выходе функционального преобразователя 5 увеличивается.

В момент t начала работы функIQ ционального преобразователя код с выхода первого регистра 6 переписывается в дополнительный регистр 8 и на время , где t полный цикл преобразования толщино., мера, со второго выхода схемы 10

управления подается команда на запуск управляемого генератора 24. Им-пульсы управления с выхода управляемого генератора 24 через схему ЗИ 18 поступают на первый вход (вперед) реверсивного распределителя 22 импульсов шагового микродвигателя 12 и вызьшают перемещение на расстояние AL преобразователя 3 поля по оси X,

25 причем

. ,

где К - величина перемещения преобразователя 3 поля за один шаг шагового микродвигателя; f - частота следовани-я импульсов с выхода управляемого генератора 24.

В момент t окончания преобразования код с выхода функционального преобразователя 5 переписывается в первый регистр 6 и одновременно осуществляется сравнение кодов регистра 6 и дополнительного регистра 8.

В момент tj начинается второй цикл преобразования, аналогичньй первому. В момент t код с выхода первого регистра 6 переписывается в дополнительный регистр 8. В момент tg окончания преобразования код с выхода функционального преобразователя 5 записывается в регистр 6. Вследствие того, что в первых двух циклах работы несоосность j возросла, код в первом регистре 6 больше кода в дополнительном регистр.е 8, в момент tg на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется единица, происходит переключение счетньгх

триггеров 16 и 17, поэтому импульсы с выхода управляемого генератора 24 импульсов поступают через схему

ЗИ 19 на второй вход (назад) реверсивного распределителя 22 импульсов. Преобразователь 3 поля в интервале t,, -t, перемещается в сторону уменьшения J . Формируемый на выходе одновибратора 26 импульс длительностью 2,5t блокирует схему 2И 27 изапрещает прохождение импульсов с выхода схемы 9 сравнения кодов на первый (счетный) вход счетчика 28 в первых двух тактах работы толщиномера, что не приведет к отключению привода по координате X при первом изменении направления движения по X. В третьем и четвертом тактах работы импульсы с управляемого генератора 24 по-прежнему поступают на второй вход (наза-д) реверсивного распределителя 22 импульсов„ В момент t, окончания преобразования код первого регистра 6 больше кода дополнительного регистра 8, так как при работе привода в четвертом такте к возросло, и на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется единица, которая через схему 2И 27 поступает на первый (счетный) вход счетчика 28, на первом выходе дешифратора 29 появляется нуль, который блокирует- схемы ЗИ 18 и 19, на втором выходе дешифратора 29 появляется единица, одновременно кгмпульсом с выхода схемы 2И 27,, проходящим через схему 25 ИЛИ, запус2689436

кается одновибратор 26, блокирующий, схему 2И 27 на время 2,5t. Далее устройство функционирует аналогично и выполняет ориентирование по J координате Y ,. Импульсы с выхода управляемого генератора 24 поступают через схему ЗИ 21 на второй вход (назад) реверсивного распределителя 23 импульсов,, вызьшая перемещение 10 преобразователя 3 поля по координате V в направлении :/меньшения ,,. В момент t , код первого регистра 6

с б

оказывается большим кода дополнительного регистра 8 на выходе схемы 9

15 сравнения кодов появляется единица, поступающая через схему 2И 27 на первый (счетный) вход счетчика.28. На первом и втором выходах дешифратора 29 устанавливаются нули, на

20 третьем выходе дешифратора 29 единица. Шаговые мш :родвигатели останавливаются, индикатор 7 включается и индицирует показания толщиномера соответствующие истинному значе-

25 нию толшлны объекта в точке контроля о

Автоматическое совмещение осей в предложенном устройстве позволя30 ет увеличить производительность и достоверность измерения толщины, исключить ошибки, связанные с утомляемостью оператора, существенно облегчить его работу.

фиг.Е

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР, содержащий импульсный источник тока, подключенный к его выходу источник поля, соединенные последовательно преобразователь поля, аналого-цифровой преобразователь, функциональный преобразователь, первый регистр, вторым входом подключенный к выходу аналого-цифрово- . го преобразователя, и цифровой индикатор, основную схему управления, выходом соединенную с входом импульсного источника тока и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а вход предназначен для подключения к сети, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерения, он снабжен двухкоординатньм блоком перемещения преобразователя поля, включающим два шаговых микродвигателя и дополнительную схему управления, выходами связанную с обоими шаговыми микродвигателями вторым регистром, одним входом подключенным к первому регистру, а управляющим входом - к выходу основной схемы управления, блоком сравнения. кодов, оба входа которого подключеСО ны соответственно к выходам первого и второгЬ регистров, а выходы блока сравнения кодов и основной схемы управления соединены с входами дополнительной схемы управления, третий выход которой подключен к 1C входу гашения индикатора. а 00 ор 4ib 00