Устройство для бесконтактного одновременного и независимого контроля диаметра и средней толщины стенок неферромагнитных труб Советский патент 1962 года по МПК G01B7/02 G01B7/12 

Изобретение относится к устройствам для бесконтактного одновременного и независимого контроля диаметра и средней толщины стенок металлических неферромагнитных труб с индуктивным датчиком, подвключенным к генератору вч (высокой частоты).

Сущность предлагаемого устройства заключается в том. что оно выполнено с двумя измерительными каналами; с помощью одного пз них - частотного - измеряется наружный диаметр труб, а посредством другого канала - амплитудного - измеряется средняя толщина стенок труб.

Такая схема устройства позволяет одновременно производить измерен:ия диаметра и толщины стенок труб.

На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг. 2 - принципиальная схема без блока генератора вч.

Схема устройства состоит из следующих блоков: / и - блоки генераторов вч; 3 - блок измерителя диаметра труб; 4 - блок измерителя толщины стенок труб; 5-блок питания.

С помощью индуктивного датчика (катушки), являющегося элементом колебательного контура генератора вч., одновременно измеряется наружный диаметр и усредненная по периметру толщина стенки гладких металлических неферромагнитных труб.

При помещении индуктивного датчика (катущки) внутрь трубы в ее стенках под действием переменного поля возникают вихревые токи, которые вызывают размагничивающее действие, что приводит к изменению индуктивности катушки, а следовательно, к 1;зменен1;ю частоты генератора вч.

В то же время наличие потерь от вихревых токов может быть представлено, как увеличение активного сопротивления катушки, а следора№ 146957-2телвно, как изменение добротности контура генератора вч- Это изменение пропорционально изменению толщины стенок труб.

Таким образом, в блоке генератора вч. выделяются два напряжения; одно нз них, пропорциональное изменению добротности катушки, подается в блок измерителя толщины стенок труб, а другое, пропорциональное изменению индуктивности катушки, а следовательно, изменению частоты контура - в блок измерителя диаметра труб.

Блок 2 генератора вч -используется для работы по методу сравнения, что позволяет устранить влияние изменения окружаюшей температуры на показания индикаторов. В этом случае в датчик блока 2 генератора вч вставляется эталонный образец.

Блок / генератора вч собран нэ лампе Л1 (6Ж5П) по схеме с электронно связью. Колебания вч с контура, составленного из конденсаторов Ci и С и катушки L (датчика), поступают на детектор Д, собранный на диоде (Д2Е), откуда выпрямленное напряжение через делитель RZ и ограничительное сопротивление R поступает на сетку лампы Ла измерителя толш,ины стенок труб- Катод лампы Л1 отделен от «земли по вч дросселем L. С помощью сопротивления R и конденсатора Сз на сетке лампы Л создается смещение.

В анодную цепь генератора вч включен контур, составленный из конденсаторов С, С и катушки L. Контур настроен на вторую гармонику и индуктивно связан с контуром, составленным из конденсаторов Cg, C и катушки Lt, частотного дискриминатора, собранного на лампе Лз (6Х2П). Нагрузкой дискриминатора служат сопротивления R и . зашунтированные конденсаторами Се и Сд, напряжение с выхода частотного дискриминатора через одно из сопротивлений RT, R, Rg поступает на сетку лампы Л, измерителя диаметра труб.

Блоки 3 -и 4 измерителей толщины стенок и диаметра труб нредставляЕот собой балансные усилители постоянного тока, между анодами ламп Л2 н Л которых включены в качестве индикаторов (измерительных приборов) микроамперметры |и/4 (М-24).

Если измерения проводятся с эталонным образцом, то напряжения с выходов амплитудного детектора и частотного, дискриминатора блока 2 генератора вч подаются на вторые половины ламп Л и Л. Между анодами последовательно с индикатором включены сопротивления Rw. Rii и Ri2 для регулировки чувствительности устройств. в отношении отклонения диаметра труб и обмотки двух поляризованных реле Pi и PZРеле . служит для защиты индикатора от перегрузок, реле PI-для включения сигнализации контроля номинального значения диаметра труб и выхода его из допуска- Подбором величины катодных сопротивлений и Rn достигается начальная балансировка усилителя постоянного тока.

Сопротивления , Rte, Rn, Ri и Rig образуют с сопротивлением делитель напряжения для компенсации положительного напряжения, которое подается на вход усилителя постоянного тока.

Измеритель толщины стенок труб аналогичен измерителю диаметра труб. Компенсация влияния изменения диаметра труб на показания индикатора толщины стенок труб осуществляется нутем подачи соответствующей величины напряжения с сопротивлений 2о или включенных последовательно с детектором Дц в блок измерителя толщины стенок труб.

Компенсация влияния изменения толщины стенки трубы на показание индикатора диаметра трубы производится подачей напряжения с необходимым коэффициентом деления с сопротивлений 7, 8, э детектора Л2 в блок измерителя диаметра. Сопротивление . является ограничительным сопротивлением в цепи сетки лампы Л. Переключатель /7i

служит для переключения диапазонов толш,нны стенок труб, а переключатель HZ для переключения диапазонов диаметра труб. Конденсатор Сю служит для подстройки генератора вч при переходе к контролю диаметра другой номинальной величиныУкраинский научно-исследовательский трубный институт признает промышленную полезность предлагаемой установки для трубных предприятий.

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного одновременного и независимого контроля диаметра и средней толщины степок неферромагнитных труб с индуктивным датчиком, подключенным к высокочастотному генератору, отличаюш,ееся тем, что, с целью одновременного измерения диаметра и толщины стенок труб, устройство выполнено с двумя измерительными каналами, одним из которых измеряется напряжение, пропорциональное частоте генерируемых колебаний и представляющее собой функцию диаметра трубы, а другим - напряжение, пропорциональное измерению добротности контура, являющееся функцией толщины стенок трубы.