Вихретоковое измерительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

4i tC Ю

1C

/

Изобретение относится к контроль- ; но-измерительной технике и может ;быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля для определения геометрических и электрофизических параметров нефер- ромагнитных изделий и их перемещений изобретения является повьше ;ние достоверности результатов изме- Iрений за счет введения цепи периоди- :ческого тестирования работоспособно- ;сти измерительного устройства и авто |матического отключения индикатора ;при сбоях в его работе. На чертеже показана структурная схема вихретокового измерительного устройства.

; Вихретоковое измерительное устрой iCTBo содержит последовательно соеди- ненные генератор 1 прямоугольных ;импульсов, формирователь 2 импульсов yci-шитель 3 мощности, вихретоковый преобразователь 4, состоящий из из- :мерительной катушки 5 индуктивности, компенсационной катушки 6 индуктйв- ности и вспомогательной катушки 7 :индуктивности5 второй усилитель 8, первьй синхронный детектор 9, фильтр 10 нижних частот, коммутатор 11 и . Индикатор 12, последовательно соединенные делитель 13 частоты, вход ко- торого подключен к выходу генератора 1 прямоугольных импульсов, второй синхронньш детектор 14, второй вход которого подключен к выходу первого синхронного детектора 9, и пороговый элемент 15, выход которого подключен к второму входу коммутатора 11;, фазовращатель 16, включенньй мелоду выходом формирователя 2 импульсов и вторым входом первого синхронного детектора 9, компенсатор 1 7 , включенный между выходом формирователя 2 импульсов и входом усилителя 8, и блок 18 тестирования, состоянгий из соединенных в замкнутую цепь вспомогательной катушки 7 индуктивноети резистора 19 и электронного ключа 20,. управляющий вход которого соединен с выходом делителя 13 частоты«

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует прямоугольные импульсы постоянной высокой час- трты, которые поступают на формирователь 2 импульсов. На выходе последнего формируются последовательности симметричных прямоугольных импульсов

0

5

G

5

0

5

0

5

0

5

заданной частоты, поступающие одновременно на усилитель 3 мощности, компенсатор 17 и фазовращатель 16. Последовательность импульсов с усилителя 3 мощности поступает на вихрето- ковый преобразователь 4, установлен- ньй над контролируемым изделием (не показано). Одновременно последовательности импульсов из компенсатора 17, работающего в прямоугольной системе координат, поступают на вход усилителя 8, где осуществляется компенсация напряжения, вызванного неидентично-, стью катушек 5 и 6 индуктивности вихретокового преобразователя 4, а также начального вносимого напряжения, возникающего на выходе вихретокового преобразователя 4, при установке его над эталонным изделием в крайней точке диапазона изменения измеряемого параметра, добаваясь отстройки от мешающего фактора. Фазовращатель 16 формирует необходимый сдвиг опорного напряжения, поступающего на опорный вход первого синхронного детектора 9, С вихретокового преобразователя 4 на усилитель 8 поступает модулированный сигнал, возникающий за счет периодического (с частотой, определяемой делителем 13, частоты, значительно меньшей, чем частота импульсов формирователя 2) замыкания через резистор 19 и электронный ключ 20 вызовов вспомогательной катушки 7 блока 18 тестирования, С выхода усилителя 8 модулированный сигнал поступает на первый „синхронный, детектор 9, на выходе которого появляется постоянная составляющая, .модул лированная на амплитуде прямоугольным напряжением с частотой тесткро™ вания. Второй синхронный детектор 14 выпрямляет сигнал, поступающий на него с первого синхронного детектора 9. Выходной сигнал второго синхронного детектора 14, пропорциональ- ньй глубине модуляции, через пороговый элемент 15 поступает на кo {мyтa- тор 11, на другой вход которого поступает через фильтр 10 нижних част тот выходной сигнал первого синхронного детектора 9, Пороговый элемент 15 настроен на уровень глубины модуля- . : ции, при котором параметры функционирования всех блоков ви:хре7окового измерительного устройства не выходят за пределы допусти -1ых отклонений от номинальных,, В этом случае-.,с коммута314221

тора 11 снимается сигнал, определяемый величиной измеряемого параметра контролируемого изделия, который поступает на различные внешние устройства (не показаны) и индикатор 12. В случае превышения выходным сигналом детектора 14 значения, заданного пороговым элементом 15, происходит срабатывание коммутатора 11 и индикатор 12 отключается от остальной части устройства.

Фор.мул а изобретения

Вихретоковое измерительное устрой- is ство, содержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, усилитель мощностиj вихретоковый преобразователь, состоящий из после- 20 довательно соединенных и соосно расположенных измерительной- и компенсационной катушек индуктивности, выходом которого является общая точка каг тушек индуктивности, второй усили- 25

тель и синхронный детектор, компенсатор, включенный между вторым выходом . формирователя импульсов и входом вто27

рого усилителя, фазовращатель, включенный между вторым выходом формировтеля импульсов и вторым входом синхронного детектора, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений, оно снабжено последовательно соединенными делителем частоты, вход которого подключен к . выходу генератора,прямоугольных импульсов, вторым синхронным детектором, второй вход которого подключен к выходу первого синхронного детектора, пороговым элементом и коммутатором, выход которого подключен к ду индикатора, фильтром нижних частот, включенным между выходом перво го синхронного детектора и вторым входом коммутатора, и блоком тестирования, выполненным в виде последовательно соединенных в замкнутую цепь вспомогательной катушки индуктивности, связанной с компенсационной катушкой преобразователя, резистора и электронного ключа, управляющих вход которого подключен к выходу делителя частоты.

Изобретение может быть использовано в системах автоматического управления и контроля параметров изделий. Цель изобретения, состоящая в повьш1екии достоверности измерений, достигается путем периодического тестирования параметров блоков вих- ретокового устройства, ббнаружение недостоверных сигналов .устройства осуществляется по уровню модуляции выходного сигнала синхронного детектора 9. Модуляция сигнала осуществляется путем .периодического подключения к преобразователю 4 блока 18 тестирования, индуктивно связанного с ним через катушку 7. Частота тестирования задается делителем 13 часто- . ты. При отклонении параметров блоков устройства от номинальных выходной сигнал синхронного детектора 14 пре- вьшгает уровень, заданный пороговым элементом 15, и выходной сигнал устройства, формируемый на выходе фильтра 10 низкой частоты, не поступает на индикатор 12. 1 ил. (Л