Устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий Советский патент 1980 года по МПК G01B7/12 

Изобретение относится к бесконтактным методам измереиий линейных размеров электропроводящих изделий с помощьювихревых токов и предназначено для измерения диаметров цилиндрических тел. Известно устройстводля измерения лш1ёйных размеров электропроводящих изделий, содержащее генератор перемеиЬого тока, два накладных вихретоковых первичных преобразователя, расположенмьЬс соосно и жестко связанных меязду собой, сумматор и последовательно включенные компенсатор, усилитель вьтсокой частоты, детектор и индикатор 1. Это устройство ие обеспечивает достаточной точности измерений при перемещениях изделий в зоне ксжтроля из-за того, что размер изделия определяется как разность мбхсцу расстоянием между преобразователякш (которое остается постоянным) и суммой расстояний от преобразователей до соответствующих поверхностей изделия, а зависимость сигнала преобразователя от расстояния до поверхности изделия является нелинейной. Известно также устройство для измерения линейньи размеров, содержащее генератор переменного тока, два вихретоковых первичных преобразователя, жестко связанньпсмежду собой и установленных соосно, два канала обработки сигналов, каждый из которых подключен к. одному из преобразователей и состоит из последовательно включенных компенсатора, усилителя высокой частоты, детектора и функционального преобразователя, а также сумматор и индикатор 2. При поперечных перемещениях изделий в зоне контроля устройство имеет недостаточный диапазон измерений диаметров цилиндрических изделий, поскольку вносимые напряжения первичных преобразователей при изменении зазора мезвду преобразователем и изделие1и и диаметра изделия изменяются по различным законам. Ближайщим по технической сущности к изобретению является устройс1во для измерения диаметров цилиндрических изделий, содержащее генератор, подключенньш к нему вихретоковый накладной преобразователь, последовательно соединенные компенсатор, усилитель, детектор и индикатор и последовательно соедшгеш{ые блок управления и электродинамический механизм, подвижный элемент которого жестко связан с корпусом вихретокового накладного преобразователя 3., Это устройство также имеет недостаточный диапазон измерений диаметров цилиндрических Изделий. Целью изобретения является расширение диапазона измерений диаметров цилиндрических изделий. Указанная цель достигается тем, что устрой ство сЯабжено подключенным к генератору допольштельным вихретоковым накладным преоб разователем, аналогичным основному, и сумматором, включенным между измерительными об мотками основного и дополнительного вихрето ковых накладных преобразователей и входом компенсатора, вход блока управления соединен с вь ходом детектора. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1 переменного тока, основной и дополнительный вихретоковые накладньте преобразователи 2 и 3, токовые катушки 4 и 5 которых подключены к генератору 1, а измерительные обмотки 6 и 7 - к входу сумматора .8, последовательно соединенные компенсатор 9, усилитель 10 высокой частоты, детектор 11 и индикатор 12 и последовательно соединенные блок 13 управ,ления, вход которого соединен с выходом детектора М, усилитель 14 мощности и электродиналетческий механизм 15. Преобразователи 2 и 3 расположены соосно, разнесены на расстояние (, превышающее максимальный измеряемый диаметр изделия, и жестко связаны между собой посредством кронштейна 16. Под вижный элемент злектродинамического механизма 15 жестко связан с корпусами преобразователя 2 и 3, расположенных по обе стороны контролируемого изделия собсно с ним. Оси преобразователей 2 и 3 расположены в плоскости, П(ерпендикулярной продольной оси из)snnя 17. Работает устройство следующим образом. От генератора 1 запитываются токовые катушки 4 и 5 преобразователей 2 и 3, наводящие в контролируемом изделии 17 вихре- вые токи, электромагнитное поле которых вйзь1вает появление вобмотках 6 и 7 вносимого напряжения. Вносимые напряжения обмоток 6 и 7 зависят соответственио от расстояний 5i и 5j до поверхности издедам и диаметра О изделия. Зависимость вносимого иапряжения накладной катушки от расстояния до поверхности изделия является нелинейной. Напряжения с обмоток 6 и 7 поступают на входы сум матера 8, в котором они суммируются, после чего суммарное напряжение компенсируется KOMneticaTopoM 9, усиливается усилителем 10, детектируется детектором 11 и поступает ка индикатор 12. Диаметр контролируемого изделия определяется на соотношения: О f (5, + 5,), где 5i и §2 - расстояния от преобразёвателей до поверхности изделия; t - расстояние между преобразователями, являющееся неизменным в процессе измерений. При постоянном диаметре D вносимое напряжение и gjj обмотки 6 пропорционально расстоянию 5 , а вносимое напряжение U обмотки 7 - расстоянию 52. Суммарное напряжение -внА т7 определять диаметр D контролируемого изделия, однако при поперечных перемещениях изделия в зоне контроля точность измерений снижается, поскольку зависимость вносимого иапряжения обмотки от расстояния до поверхности изделия является нелинейной и при поперечных перемещениях изделия суммарное напряжение Ug изменяется. Суммарное вносимое напряжегше Ug достигает максимального значения в том случае, когда расстояние 5 и §2 равны между собой. При Si 2 напряжение Uj зависит только от диаметра изделия, длячего напряжение с детектора И поступает в блок 13 управления, с которого сигнал через усилитель 14 мощности подается на злектродинамический механизм 15. Блок 13 управления вырабатывает сигнал управления таким образом, что при поперечных перемещениях изделия в зоне контроля электродинамический механизм 15, жестко связанный с корпусами преобразователей 2 и 3, поддерживает расстояния 5i и 62 от преобразователей до поверхности изделия равными между собой, т.е. поддерживается максимум суммарного вносимого напряжения. При Таком управлении напряжение Ug зависит только от диаметра D изделия и не зависит от поперечных перемещений изделий в зоне контроля. Предлагаемое устройство позволяет измерять диаметры изделий в широком диапазоне с высокой точностью при поперечных перемещениях изделий в зоне контроля. Формула изобретения Устройство для измерения диаметров ци шядрических изделий, содержащее генератор, подключенный к нему вихретоковын накладной преобразователь, посладовагслык соединенные компенсатор, усилитель, детектор и ивдикатор и последовательно соединеш1ыа блок управления и электродинамический механизм, подвижный элемент которого жестко связан с корпу сом вихретокового накладного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено подключенным к генератору, дополнительным вихретоковым накладным преобразователем, . аналогичным основному, и сумматором, включенным между измерительными обмотками основного и дополнительного вихретоковых на746175 10 3.6 кладных преобразователей и входом компенсатора, вход блока управления соединен с выхо дом детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N18 306, кл. G 01 В 7/02, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР №52«Ю71, кл. G 01 В 7/02, 1974. 3.Труды МЭИ, выпуск LVil, М., МЭИ, 1964, с. 135-145 (прототип).

« г