УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01B7/06 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при контроле металлических изделий токовихревым методом.

Известные устройства для контроля толщины металлических изделий содержат двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнения, избирательного усилителя, фазовращателя и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного измерительного канала, и цепь регулирования низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, выполненную в виде фильтра и компенсатора. Недостатком известных устройств является невысокая точность измерения, обусловленная различием характеристик измерительных каналов и их нестабильностью.

Цель изобретения - повыщение точности измерения. Для этого в предлагаемом устройстве цепь регулирования выполнена в виде широкополосного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, соединенного с датчиком, двухчастотного регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с выходом

широкополосного усилителя, а выходы с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращателя и фазочувствительного детектора, регулирующий вход широкополосного усилителя соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилителя высокочастотного канала через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик 1, располагаемый над контролируемой деталью 2, соединен с низкочастотным 3 и высокочастотным 4 генераторами и с входом широкополосного усилителя

5с регулируемым коэффициентом усиления. Выход широкополосного усилителя через

Двухчастотный регулируемый фазовращатель

6соединен с входами низкочастотного и высокочастотного каналов. Каждый из каналов состоит из последовательно соединенных полосовых фильтров 7 и 5 низкой и высокой частоты, схем 9 сравнения и 10, избирательных усилителей // и 12, фазовращателей 13 и 14, фазочувствительных детекторов 15 и 16. Индикатор 17 включен на выходе фазочувствительного детектора низкочастотного измерительного канала. Схемы сравнения соединены с низкочастотными и высокочастотными генераторами через фазовращатели 18 л 19 и регуляторы 20 и 21 амплитуды. Выход фазовращателя 14 через дополнительные фазовращатель 22 и фазочувствительный детектор 23 соединены с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.

Фазочувствительные детекторы 16 и 23 соединены с высокочастотным генератором, детектор 15 с низкочастотным генератором, а выход детектора 16 с регулирующим входом щирокополосного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Первичные обмотки двухчастотного дифференциально-трансформаторного датчика питаются суммарным напряжением, вырабатываемым низкочастотным и высокочастотный генераторами. Выходное вносимое напряжение датчика подается на щирокополосный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. В зависимости от величины управляющего напряжения, обусловленного изменением амплитуды высокочастотной компоненты, коэффициент усиления щирокополосного усилителя изменяется как для высокочастотной, так и для низкочастотной компонент входного сигнала. С выхода щирокополосного усилителя напряжение поступает на двухчастотный регулируемый фазовращатель, который изменяет начальную фазу обеих компонент входного сигнала в зависимости от напряжения управления, обусловленного изменением высокочастотной компоненты. Низкочастотная компонента содерй ;ит информацию как о толщине и электропроводности контролируемого изделия, так и о зазоре между датчиком и изделием. Высокочастотная компонента содержит информацию только о зазоре и электропроводности, что достигается соответствующим выбором частоты высокочастотного генератора.

При увеличении зазора уменьщается амплитуда и изменяется начальная фаза как высокочастотной, так и низкочастотной компонент выходного вносимого напряжения датчика.

Низкочастотная часть схемы является измерительной частью и ее индикатор отградуированным в единицах толщины. Высокочастотная часть схемы служит для того, чтобы исключить влияние изменений зазора на показания измерительного прибора.

Фазочувствительпые детекторы низкочастотного и высокочастотного измерительных каналов настроены так, что изменения электропроводности контролируемого изделия не изменяют их выходных сигналов. (

Выходное напряжение двухчастотного регулируемого фазовращателя последовательпо поступает на фильтр высокой частоты и схему сравнения. На другой вход схемы сравнения поступает напряжение постоянной амплитуды, совпадающее по фазе с напряжением на первом входе схемы сравнения. Усиленный

и соответствующим образом сфазированный разностный сигнал поступает на фазочувствительный детектор и через девяностоградусный фазовращатель на дополнительный фазочувствительный детектор. Оба фазочувствительных детектора управляются напряжением генератора высокой частоты. Выходное напряжение фазочувствительного детектора регулирует коэффициент усиления щирокополосного

усилителя, а выходное напряжение дополнительного фазочувствительного детектора регулирует фазу двухчастотпого регулируемого фазовращателя. При увеличении (уменьщении) зазора между датчиком и контролируемым изделием уменьщаются (увеличиваются) амнлитуды и увеличиваются (уменьщаются) фазы вносимых низкочастотной и высокочастотной компонент сигнала датчика, увеличивается

(уменьщается) амплитуда и умепьщается (увеличивается) фаза напряжения на выходе схемы сравнения, увеличивается (уменьщается) выходное напряжение фазочувствительного детектора 16, что приводит к увеличению

(уменьщению) коэффициента усиления щирокополоспого усилителя и к уменьщению (увеличению) первоначальных значений фазы обоих компонент в двухчастотном регулируемом фазовращателе. Таким образом, амплитуда и фаза как высокочастотпой, так и низкочастотной компонент вносимого напряжения датчика после прохождения через щирокополосный усилитель и двухчастотный регулируемый фазовращатель остаются практически постоянными при изменениях зазора. Этим достигается независимость показаний инд|(1катора устройства от изменений зазора между датчиком и контролируемым изделием.

Предмет изобретения

Устройство для контроля толщины металлических изделий, содержащее двухчастотный

дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из носледовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнения, избирательного усилителя, фазовращателя и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного измерительного канала, и- цепь регулирования низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, цепь регулирования выполнена в виде щирокополосного усилителя с регулируемым коэффициентом

усиления, соединенного с датчиком, двухчастотного регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с выходом щирокополосного усилителя, а выходы - с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращателя и

фазочувствительного детектора, регулирующий вход широкополосного усилителя соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилителя высокочастотного канала

через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.