Электроконтактный способ Б.П.Фридмана измерения толщины стенок полых электропроводящих изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01B7/10 

электроконтактном способе, использующем установление на внешней поверхности кон-, тролйруёмогополого изделия 19 пары разнесенных электроконтактных щупов 5 и введение внутрь изделия вспомогательного агента, электрическая проводимость которого значительно превышает электрическую проводимость материалаi изделий, в качестве вспомогательнбго агента используют слой металлизации капсулы 20, которую вводят в полость изделия, а пблость капсулы 20 заполняют магнитопроводящей жидкостью 21 и в процессе измерения капсулу устанавливают у внутреннего участка поверхности стенки напротив электрбконтактных щупов 5, перемещая внешний источник магнитного п оля, а о толщине стенки судят по электрическому сопротивлению сформированной указанным образом гальванической цепи. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. . - , ,

Изобретение относится к средствам неразрушающего профильного контроля полых объектов и может быть использовано для измерения толщины стенок изделий сложной формы. Цель изобретения - повышение точности измерения, расширение области использования, повышение производительности контроля и удобства эксплуатации - достигается тем, что в (Л С vi ел ел о со VI

Изобретение относится к методам и средствам неразрушающего профильного контроля полых объектов и может быть использовано для измерения толщины стенок пустотелых изделий сложной формы с за- трудненным доступом в полость, например крупногабаритных открытых и полых объектов, а также труб переменного сечения из материалов с низкой и средней электропроводностью. ,. ,

Наиболее близким к изобретению является электроконтактный метод измерения

толщины стенок полых изделий, согласно которому электроды формируемой гальванической измерительной цепи располагают на внешней стороне стенки контролируемого изделия, которое заполняют; жидкой электропроводящей средой, создают контур тока между двумя электродами через жидкую электропроводящую среду сквозь ртенку изделия И о толщине последней судят по величине тока в сформированной мерительной цеп и.

Недостатком указанного способа явля- ется необходимость индивидуального под- бора для каждого случая измерений электрофизических и химических свойств жидкой электропроводящей среды соответ ственно свойствам материала подлежащего контролю изделия. К недостаткам способа,

° существенно регламентирующим область его практического использования, относится и неприменимость этого способа для профйльйого контроля стенок открытых крупногабаритных объектов, полШ изделий с большой емкостью и функционирующих

.пустотелых объектов, не допускающих вве- дения в свою полость вспомогательных жидких электропроводящих агентов - как ввиду нарушения технологических условий функционирования подлежащих контролю объектов, так и в Силу недопустимости Непосредственного контакта между внутренней позёрхностью контрЪЛиру ёмйго полого объекта и; вспомогательным жидким злект-

рШрШЬДящим агентом,

Известно устройство для реализации способа, которое содержит пару остроконечных электрических щупов, предназначенных для контактирования с разнесенными точками на внешней поверхности стенки контролируемого полого изделия, измеритель гальванического сопротивления (микроомметр), гибкий провод, соединяющий остроконечные щупы с входными клеммами измерителя гальванического сопротивления, и вспомогательный электропроводящий агент, предназначенный для введения в полость контролируемого изделия. :

Вместе с необходимостью подбора при каждом из измерений электрофизических и химических свойств жидкой электропроводящей среды для согласования со свойствами- материала подлежащего контролю изделия, к недостаткам устройства следует отнести его неприменимость для контроля стенок открытых крупногабаритных объектов, полых протяженных объектов, изделий с большой.емкостью, а также функционирующих полых изделий, не допускающих введения в полость вспомогательных жидких электропроводящих агентов.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение области использования.

Указанная цель достигается тем, что в соответствии с предлагаемым способом, заключающимся в формировании гальванической измерительной цепи из контактирующих с наружной поверхностью изделия разнесенных стержневых электродов и контактирующего с противоположной поверхностью изделия вспомогательного агента, электрическая проводимость которого значительно превышает электрическую проводимость материала изделия, перед измерением в полость изделия вво- дят заполненную магнитопроводящей жидкостью капсулу из изоляционного эластичного материала с металлизирован ной наружной поверхностью, перемещают капсулу в зону измерения с помс.цью источника магнитного поли, расположенного снаружи контролируемого изделия, а слой металлизации капсулы используют в качестве вспомогательного агента.

Целью изобретений является повышение производительности контроля и удобства эксплуатации

Эта цель достигается тем, что в устройстве для электроконтактного измерения толщины стенок полых электропроводящих изделий, содержащем измерительный прибор, подключенные к нему два электроконтактных щупа, предназначенных для контактирования со стенкой изделия, источник постоянного магнитного поля и вспомогательный магнитопроводящий агент, в указанном устройстве источник постоянного магнитного поля выполнен в виде П-об- разного магнита с полусферическими полюсными наконечниками, имеющими осевые отверстия, электроконтактные щупы подпружинены вдоль осей этих отверстий, а вспомогательный магнитопроводящий агент выполнен в виде заполненной магни- топроводящей жидкостью капсулы из изоляционного эластичного материала с металлизированной наружной поверхностью.

На чертеже дана схема, поясняющая предлагаемый электроконтактный способ измерения толщины стенок полых электропроводящих изделий и структуру устройства для реализации этого способа.

Устройство состоит из П-образного постоянного магнита 1 с прикрепленной к его торцам парой магнитомягких полюсных наконечников 2, выполненных в форме полых цилиндров со свободным полусферическим окончанием 3.

Полюсные наконечники 2 содержат в своих внутренних осевых каналах 4 посеребренные электроды - стержневые щупы 5 с упорным пояском б у окончания.

Во внутренние каналы обоих магнитных наконечников 2 вставлены изолирующие цилиндрические патроны 7 из капролона, которые содержат цилиндрические пружины сжатия 8, надетые на стержневые щупы 5.

Патроны 7 своей верхней частью упираются в изоляционные втулки 9, которые также выполнены из капролона и введены в отверстия П-образного магнита 1.

v

Магнит 1 снабжен расположенной на его тыльной стороне немагнитной планкой 10 и выполнен со сквозными отверстиями 11, ось каждого из которых совпадает как с осью внутреннего канала 4 соответствующего полюсного наконечника 2, так и с осью

соответствующего отверстия в немагнитной планке 10.

Планка 10, П-образный магнит 1 и каждый из магнитных наконечников 2 соединяются между собой с помощью латунных винтов 12, имеющих резьбу на конце, входящем в соответствующее резьбовое гнездо в основании магнитного наконечника 2. При этом посеребренные стержневые

0 щупы 5 проходят как через внутренние осевые каналы 4 магнитных наконечников 2, так и через соосные отверстия магнита 1 и планки 10, центрируясь с помощью изоляционной направляющей втулки 13, запрес5 сованной в выходное отверстие полюсного наконечника 2, а также с помощью проходной изоляционной втулки 14, завинченной в отверстие планки 10.

Левые по чертежу концы щупов 5 имеют

0 резьбу, на которую навинчены неподвижная фиксированная гайка 15 и подвижная гайка-барашек 16, с помощью которой каждый из посеребренных щупов 5 соединяется гибким проводом 17 с одной из входных

5 клемм микроомметра 18.

Для проведения толщинометрии полых немагнитных изделий по данному способу устройство также снабжено предназначенной для введения в полость подлежащего

0 контролю изделия 19 тонкостенной герметизированной эластичной оболочкой 20 из металлизированной с наружной стороны полимерной пленки, которая содержит изнутри магнитопроводящую суспензию 21,

5 составленную жидкими фракциями, например, неорганическими маслами (кремниевым и другими), а также магнитомягким порошком-пудрой.

Профильный контроль стенок изделий

0 по данному способу осуществляется следующим образом.

У входного отверстия в полость подлежащего контролю изделия 19 устанавливается с наружной стороны подвижная часть

5 измерительного устройства, составленная П-образным магнитом 1 и посеребренными стержневыми щупами 5, подпружиненными в каналах 4 магнитомягких наконечников 2, а также микроомметр 18, вход которого со0 единен гибкими проводами 17 со щупами 5. После прижима подвижной части устройства окончаниями полюсных наконечников 2 к внешней поверхности контролируемого изделия 19 в полость по5 следнего вводят металлизированную эластичную оболочку 20, содержащую магнитопроводящую суспензию 21.

Последующее передвижение магнитных наконечников 2 со щупами 5 по внешней поверхности полого изделия 19 в

направлении к участку стенки, подлежащему измерению, вызывает соответствующее синхронное следящее перемещение металлизированной эластичной оболочки 20 с магнитопроводящей суспензией 21 по внутренней поверхности стенки изделия 19 до подлежащего контролю участка стенки.

При этом металлизированная оболочка 20 с суспензией 21 устанавливается у участка внутренней поверхности стенки изделия, противолежащего установленным извне окончаниям магнитных наконечников 2, таким образом, что создаваемая измерительная цепь вместе с соединительными проводами 17 и посеребренными стерж- невыми щупами 5 включает в себя также участки стенки полого изделия, расположенные пежду окончаниями щупов 5 и их проекциями на противолежащие окончаниям щупов элементы внутренней поверхности изделия, которые контактируют с электрически соединяющей их металлизированной поверхностью эластичной оболочки 20, содержащей магнитную суспензию 21.

Поскольку омическое сопротивление сформированной указанным путем измерительной гальванической цепи определяется практически при определенном физикохи- мическом составе изделия толщиной его Стенки на кбнтролируемом участке, то с помощью набора калиброванных по толщине пластин, отвечающих по составу материалу контролируемых изделий, а также с помощью металлизированной оболочки 20 с суспензией 21 шкала измерителя гальванического сопротивления - микроомметра 18 предварительно может быть отградуирована непосредственно в единицах контролируемого параметра - толщина стенки изделия, что способствует повышению технологического уДобства и оперативности измерений, результаты которых выдаются устройством непосредственно в единицах контролируемого параметра.

Устанавливая подвижный узел измерительного устройства у отдельных участков поверхности контролируемого изделия либо плавко перемещая этот узел вдоль задаваемого контура на внешней поверхности полого изделия и вызывая тем самым соответствующую зеркальную ориентацию находящейся в полости изделия металлизированной эластичной оболочки с магнитной суспензией, можно осуществить как дискретную толщинометрию стенкм изделий на ряде ее участков, так ь непрерывную

следящую толщинометрию стенок полых изделий вдоль произвольно задаваемых профилей или контуров на поверхности изделия.

, При этом преимуществами предлагаемого способа являются повышение объективности измерений и достоверности получаемых конечных результатов контро0 ля, повышение его разрещающей способности за счет устранения зависимости результатов профильных измерений от соотношения удельных электрических прово- димостей материала контролируемого

5 изделия и химически совместимого с материалом изделия состава вспомогательного жидкостного агента, предназначенного для введения в полость изделия; универсализация контроля, повышение оперативной гиб0 кости и технологического удобства процесса измерений за счет применения единого, общего для всех контролируемых объектов вспомогательного агента, обладающего постоянным значением электри5 ческой проводимости; расширение функциональных и оперативно-технических возможностей профильного контроля как за счет распространения неразрушающей тол- щинометрии на полые немагнитные объек0 ты большой емкости, включая длинные трубопроводы переменного сечения, исключающие заполнение их полости каким-либо вспомогательным мерительным агентом, так и за счет распространения неразрушаю5 щей толщинометрии на неполностью замкнутые изделия, исключающие возможность удержания в своей полости вспомогательного жидкостного агента, а также на полые объекты функционирующего технологиче0 ского оборудования без необходимости его освобождения от рабочего заполнителя (движущейся или неподвижной рабочей среды) и без необходимости прерывания технологического процесса; возможность

5 осуществления текущего превентивного профильного контроля технологических емкостей, трубопроводов, действующих цир- куляционых систем непосредственно в процессе их эксплуатации и рабочего функ0 ционирования в производственной технологической цепи.

Дополнительными преимуществами, обеспечийаемыми устройством для реализации предлагаемого способа, являются по5 вышение технологического удобства и производительности профильного контроля стенок как свободных от заполнителей объектов, так и функционирующих полых объектов, содержащих циркулирующую или статическую рабочие среды.

Формула изобретения 1. Электроконтактный способ измерения толщины стенок полых электропроводящих изделий, заключающийся в том, что формируют гальваническую цепь из контактирующих с наружной поверхностью изделия разнесенных стержневых электродов и контактирующего с противоположной поверхностью изделия вспомогательного агента, электрическая проводимость которого значительно превышает электрическую проводимость материала изделия и по параметрам сформированной гальванической цепи определяют толщину стенки изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области использования, перед измерением в полость изделия вводят заполненную магнитопроводящей жидкостью капсулу из изоляционного эластичного материала с металлизированной наружной поверхностью, перемещают капсулу в зону измерения с помощью источника магнитно- го поля, расположенного снаружи контролируемого изделия, а слой металлизации капсулы используют в качестве вспомогательного агента.

измерения толщины стенок полых электро- л проводящих изделий, содержащее измерительный прибор, подключенные к нему два электроконтактных щупа, предназначенных для контактирования со стенкой изделия,

источник постоянного магнитного поля и вспомогательный магнитопроводящий агент, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля и удобства в эксплуатации, источник ггостоянного магнитного поля выполнен в виде Д-об разного магнита с полусферическими полюсными наконечниками, имеющими осевые отверстия, электроконтактные щупы подпружинены вдоль осей этих отверстий, а

вспомогательный магнитопроводпщий агент выполнен в виде заполненной магнитопроводящей жидкостью капсулы из изоляционного эластичного материала с металлизированной наружной поверхностью.