Устройство для определения месторасположения линейных электропроводящих изделий Советский патент 1992 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и обнаружению электропроводящих изделий и может быть использовано в приборостроительной и машиностроительной промышленностях, а также в других областях нородного хозяйства, где необходимо определить координаты линейных электропроводящих изделий, а также проводников по которым протекает переменный ток.

Известны устройства для обнаружения электропроводящих изделий, основанные на методе вихревых токов, в которых измерительный элемент вихретокового преобразователя выполнен в виде круглой или квадратной рамки.

К основным недостаткам этих устройств следует отнести то, что они не позволяют

определить координаты электропроводящего изделия, а только зафиксировать его наличие.

Известно устройство, выбранное в качестве прототипа, позволяющее определить направление расположения линейного электропроводящего изделия относительно преобразователя, содержащее генератор и соединенный с ним вихретоковый преобразователь, измерительный элемент которого выполнен в виде двух ортогональных катушек.

Однако и это устройство не позволяет однозначно определить координаты расположения контролируемого изделия, если оно смещено относительно центра вихретокового преобразователя.

VI о ел о ю

ON

Цель изобретения - повышение точности определения координат.

Поставленная цель в устройстве для определения месторасположения линейных электропроводящих изделий, содержащем генератор и вихретоковый преобразователь, измерительный элемент которого выполнен в виде виде двух ортогональных катушек, достигается тем, что оно снабжено коммутатором, измерительно-управляющим модулем с микропроцессором и индикатором, а также возбуждающей системой в виде решетки из взаимоперпендикулярных линейных проводников, и тремя дополнительными измерительными элементами, выполненными в виде ортогональных катушек, оси катушек ориентированы по направлению линейных проводников, измерительные элементы через коммутатор подключены к измерительно-управляющему модулю, информационный выход которого подключен к индикатору, а управляющие выходы - к генератору и коммутатору.

На фиг. 1 представлена конструкция вихретокового преобразователя; на фиг. 2 - блок-схема устройства.

Вихретоковый преобразователь (фиг. 1) содержит возбуждающие системы 1 и 2 из линейных проводников и измерительные элементы из ортогональных катушек 3-6. Линейное электропроводящее изделие 7 расположено под вихретоковым преобразователем.

Блок-схема устройства для определения месторасположения электропроводящих изделий (фиг. 2) содержит генератор 11, выход которого подключен к возбуждающим системам 1 и 2. Измерительные элементы 3-6 вихретокового преобразователя подключены через коммутатор 8 к измерительному входу измерительно-управляющего модуля 9, информационный выход которого подключен к входу индикатора 10, а выходы управления подключены соответственно к генератору 11 и коммутатору 8.

Устройство работает следующим образом.

Управляющий сигнал с измерительно- управляющего модуля 9 поступает на вход управления коммутатора 8, который последовательно подключает измерительные элементы 3-6 вихретокового преобразователя к измерительному входу измерительно-управляющего модуля 9 с микропроцессором. Если в измерительных элементах есть сигнал, т.е. наведенная ЭДС, то это означает, что по изделию протекает переменный ток, и на вход управления генератора 11 поступает сигнал, по

0

5

0

5

которому происходит отключение возбуждающих систем 1 и 2. Если сигнал в измерительных элементах в начальный момент времени отсутствует, то к генератору 11 подключаются возбуждающие системы 1 и 2, создающие квазиоднородные электромагнитные поля, возбуждающие в электропроводящем изделии вихревые токи, которые, в свою очередь, наводят ЭДС в измерительных элементах вихретокового преобразователя. Эти сигналы с измерительных элементов 3-6 пропорциональны нормальным и тангенциальным составляющим электромагнитного поля. После обработки сигналов по определенному алгоритму микропроцессором измерительно- управляющего модуля 9 определяют координаты месторасположения электропроводящего изделия 7 (фиг. 1) и индуцируют на индикаторе 10.

После измерения и преобразования сигналов с измерительных элементов в цифровой код определяют значения tgai и t g«2 по формулам

Vi

из

Vlnan

Г2иэп

0

5

0

5

0

5

где /1иэ2 /2из Ґ- значения напряжений с измерительных катушек, которые измеряют тангенциальные составляющие электромагнитного поля;

Vi из n, V2 из п - значения напряжений с измерительных катушек, которые измеряют нормальные составляющие электромагнитного поля.

Далее определяют координаты линейного проводящего изделия по формулам

x B(tgai-tga2) Z(B x)tgai, tg 02 + tg aiv а

где В - половина расстояния между измерительными элементами;

«1 и oi - углы, определяемые из соотношения нормальной и тангенциальной составляющих (напряжение с ортогональных катушек).

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что оно позволяет значительно повысить точность определения координат месторасположения электропроводящих протяженных изделий за счет создания специальной топологии возбуждающего электромагнитного поля, измерения составляющих вторичного электромагнитного поля в определенных точках пространства и обработки полученных сигналов по предлагаемому алгоритму.

Формула изобретения Устройство для определения месторасположения линейных электропроводящих изделий, содержащее генератор и вихрето- ковый преобразователь, измерительный элемент которого выполнен в виде двух ортогональных катушек, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено коммутатором, измерительно-уп- равлящим модулем с микропроцессором и индикатором, а также возбуждающей систе0

мой в виде решетки из взаимно перпендикулярных линейных проводников и тремя дополнительными измерительными элементами, выполненными в виде ортогональных катушек, оси катушек ориентированы по направлению линейных проводников, измерительные элементы через коммутатор подключены к измерительно-управляющему модулю, информационный вход которого подключен к индикатору, а управляющие выходы - к генератору и коммутатору.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам для бесконтактного измерения месторасположения линейных электропроводящих изделий. Цель изобретения - повышение точности определения месторасположения. Для этого устройство содержит генератор, вихретоковый преобразователь, измерительный элемент которого выполнен в виде двух ортогональных катушек, коммутатор, измерительно-управляющий модуль с микропроцессором и индикатор, а также возбуждающую систему в виде решетки из взаимно перпендикулярных линейных проводников и дополнительные измерительные элементы, выполненные в виде ортогональных катушек. При этом оси катушек ориентированы по направлению линейных проводников, измерительные элементы через коммутатор подключены к измерительно-управляющему модулю, информационный выход которого подключен к индикатору, а управляющие выходы - к генератору и коммутатору. 2 ил. ел с

/// / /// / /Z.

/77/

СРУ(Г. i