Преобразователь расстояние-интервал времени интегрирующего электромагнитного толщиномера Советский патент 1987 года по МПК G01B7/06 

1 12

Изобретение относится к методам толщинометрии электромагнитными толщиномерами и может быть использовано для определения толщины крупногабаритных неферромагнитных изделий.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых толщин за счет расширения динамического диапазона и повышения помехоустойчивости.

На фиг, 1 представлена блок-схема преобразователя расстояние-интервал времени; на фиг. 2 - структура схемы управления; на фиг. 3 - схема обратно пропорционального преобразователя длительности импульса в напряжение; на фиг. 4 - временная диаграмма Преобразователь расстояние-интервал времени содержит соединенные последовательно преобразователь 1 напряжения в ток, первый ключ 2, обмотку 3 источника намагничивающего поля И резистор 4. Преобразователь содержит также соединенные последовательн индукционный преобразователь 5, второй ключ 6, блок 7 интегрирования, нуль-орган 8 и схему 9 управления, к выходам которой подключены входы управления ключей 6 и 10.

Устройство содержит также третий ключ 10, включенный между общей точкой обмотки 3 источника намагничивающего поля и резистора 4 и входом блока 7 интегрирования, соединенные последовательно второй нуль-орган 11 подключенный к индукционному преобразователю 5.и ключ 12, выход которого подключен к схеме 9 управления. Устройство содержит также преобразователь 13 длительности импульса в напряжение, включенный между выходами схемы 9 управления и входом преобразователя 1 напряжения в ток, и две клеммы 14 и 15, предназначенные соответственно для подачи тактовых импульсов, равных частоте сети, |и для съема информационного сигнала. Схема информационного сигнала. Схема 9 управления содержит счетчик 16 (фиг. 2), элемент 2И 17j подключенный к входам счетчика 16, инвертор 18, подключенный к выходу элемента 2И 17, элемент 2И 19, подключенный к выходам счетчика 16, триггер 20, S-вход которого подключен к выходу элемента 2И 17 и элемент 2И 21, подключенный к выходу триггера 20 и элемента 2И 19.

0

872 2

Преобразователь 13 длительности импульса в напряжение осуществляет обратно пропорциональное преобразование указанных вепичин и содержит

I соединенные последовательно управляет мый генератор 22 (фиг. 3), счетчик 23, регистр 24, блок 25 постоянной памяти и цифроаналоговый преобразователь 26.

Преобразователь расстояние-интервал времени работает следующим образом.

Обмотку 3 источника намагничивающего поля и индукционный преобразователь 5 накладывают соосно на разные стороны объекта контроля (не показано) в контролируемой зоне. При переходе счетчика 16 схемы 9 управления из состояния 11 в состояние О происходит перенос в регистр 24 числа из счетчика 23, которое пропорционально предыдущему

5

выходному интервалу

преобразова5

0

5

0

5

0

5

теля расстояние-интервал времени.

При этом на выходе блока 25 постоянной памяти появляется код, обратно пропорциональный коду регистра 24, а на выходе цифроаналогового преобразователя 26 появляется нап- ряжение также обратно пропорциональное коду регистра 24. Таким образом, при установке счетчика 16 схемы 9 управления в сост ояние 00 на выходе преобразователя 1 напряжения в ток появляется ток, величина которого обратно пропорциональна величине предыдущего интервала времени х . Ключ 2 в это время замкнут, поэтому новый ток сразу же начинает протекать через обмотку 3 источника поля и резистор 4. Если на выходе индукционного преобразователя 5 при этом возникает сигнал, то нуль-орган 1 I размыкает ключ 12 и держат его разомкнутым, пока сигнал на выходе ин дукционного преобразователя 5 не станет равен нулю. Следующий после этого тактовЬЕй импульс ставит счетчик 16 в положение 01 (один). При этом ключ 2 размыкается, а ключ 6 замыкается. Ток через обмотку 3 источника намагничивающего поля уменьшается до нуля и начинается процесс интегрирования сигнала блоком 7 интегрирования. Одновременно нуль-ор ган 11 размыкает .ключ 12. После уменьшения сигнала до нуля нуль-орган 11 включает ключ 12 и ближайший

после этого тактовый импульс устанавливает счетчик 16 в положение 10 (два). Ключ 6 размыкается, ключ 2.замыкается. Ток снова поступает в обмотку 3 источника намагничивающего поля. Нуль-орган 11 раз- М1ыкает ключ 12. После уменьшения до нулевого значения сигнала на выходе индукционного преобразователя 5 нуль-орган 11 замыкает ключ 12. Ближайший после этого тактовый импульс устанавливает счетчик 16 в состояние 11 (три). При этом 1 с вцхо- да элемента 2И 19 поступает на первый вход элемента 2И 21, на втором входе которого имеется 1 с выхода триггера 20, который был установлен в 1 при положении счетчика 01 сигналом 1 с выхода элемента 2И 17. В результате на выходе элемента 2И 21 появляется 1, которая поступает на выход преобразователя расстояние-интервал времени.

Одновременно замыкается ключ 10 и напряжение на выходе блока 7 интегрирования начинает линейно уменьшаться со скоростью, пропорциональной току преобразователя 1 напряжения в ток. В это же время происходит включение генератора 22 к з счетчик 23 поступают импульсы, число которых пропорционально длительности выходного импульса 1 (счетчик 23 предварительно был установлен в О,

когда счетчик 16 бьт в положении 01). В момент, когда напряжение на выходе блока 7 интегрирования становится равным нулю, нуль-орган 8 устанавливает .триггер 20 в О, выходной импульс t заканчиваетсяJключ 10 размыкается; так как при переходе счетчика 16 из положения 10 в положение 11 величина тока через обмотку 3 источника поля не меняется, то сигнал на выходе индукцион- ного преобразователя 5 в этот момент

не появляется и нуль-орган 11 ключ

O

5

0

5

0

5

0

5

12 не отключает. Поэтому следующий тактовый импульс устанавливает счетчик 16 в состояние 00. Задний фронт импульса с выхода элемента 2И 19 производит запись в регистр 24 числа из счетчика 23 и на выходе преобразователя 13 длительности импульса в напряжение устанавливается новое значение напряжения, обратно пропорциональное длительности выходного интервала времени Т , Ток, протекающий через обмотку 3 источника поля, также обратно пропорционален величине 1,, . После этого работа схемы повторяется аналогично описанному с новым значением тока на выходе преобразователя 1 напряжения в ток.

Формула изобретения Преобразователь расстояние-интервал времени интегрирующего электромагнитного толщиномера, содержащий соединенные последовательно первый ключ, обмотку источника намагничивающего поля и резистор, соединенные последовательно индукционный преобразователь, второй ключ, блок интегрирования, нуль-орган и схему управления, третий ключ, включенный между общей точкой обмотки источника намагничивающего поля и резистора и входом блока интегрирования, и соединенные последовательно второй нуль-орган, подключенный к индукционному преобразователю, и четвертый ключ, выход которого подключен к схеме управления, выходы которой подключены к входам управления первого, второго, и третьего ключей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых толщин, он снабжен соединенными последовательно преобразователем длительности импульса в напряжение и преобразователем напряжения в ток, включенными между выходом схемы управления и входом первого ключа.

ТТТ

/ V / k /

/. Г/

фиг. 2

75

1

//

Изобретение относитя к методам толщинометрии электромагнитными толщиномерами и может быть использовано для определения толщины крупногабаритных неферромагнитных изделий. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых толщин за счет расширения динамического диапазона и повышения помехоустойчивости. При измерении толщины обмотку источника намагничивающего поля и индукционный преобразователь накладывают соосно на разные стороны объекта контроля. Преобразователь 1 напряжения в ток создает намагничивающий ток, величина которого задается об- ратнопропорциональным преобразователем 13 длительности импульса в напряжение. Поочередно переключаемые ключи 6 и 10 коммутируют сигналы, поступающие на блок 7 интегрирования, определяется время их прохождения через О, фиксируемое схемой 9 управления, задающей цикл работы об- ратнопропорционального преобразователя 13 длительности импульса в напряжение и выдающей выходной сигнал с длительностью, определяемой измеряемой толщиной. 4 ил. СО Фиг.1

Ц)иг.З

ЦТ

г

Hi

V

J/

.W

% С

..00

Г

TU

иъ

ш

U(i}

r

.

r

r

i/7

Uii

Hf/

Редактор A. Ворович

Составитель Ю. Глазков Техред Н.Глущенко

Заказ 7251/35 Тираж 676Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗу Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор С. Черни