Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий Советский патент 1980 года по МПК G01N27/85 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАР ЙЙЕТРб НЕФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1 . . Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при измерении 1еометрических параметров проводящих неферромагнитных изделий . Известно устройство для бесконтактного контроля геометрических параметров из делий, содержащее генератор, накладной датчик, состоящий из возбуждающей катушки и двух прием ных катушек разного диаметра с компе сационными трансформаторами и двух измерительных каналов,включающих в себя избирательные усилия,амплитудны или фазочувствительные детекторы, а также решающее устройство с указателями кривизны и толщины покрытия 1 Изв ;стное устройство не обладает достаточной точностью измерения. Ближайшим по технической сущности к изобретению является измеритель геометрических параметров неферромаг нитных изделий, содержащий генератор накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной-катушек, и дополнительной измерительной катушки, под-. ключенные к измерительным катушкам, идентйчныё 6сЙОНЙЬЙ и дбпЪлнйтельный фазоизмерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масштабного преобразователя, а также вычитатель и индикатор толщины изделия 2 . Дополнительная катушка выполнена таким образом, что витки основной и Дополнительной катушек расположена во взаимно перпендикулярных Плоск6стя5с. Это обеспечивает выходной сигнал с дополнительной катушки, завйсящий только от расстояния до края и не зависящий от толщины изделия. Вычитанием одного сигнала из другого обеспечивается снижение зависимости результирующего сигнала от мешающего параметра. Однако в результате различного выполнения основной и. дополнительной измерительной катушек законы изменения их выходных сигналов от расстояния до края изделия неидентичны. В результате точность коррекции погрешности измерения толщины уменьшается с увеличением диапазона изменения мешающего параметра.

Целью изобрётёнйяГ Является noBtaaeние точности измерения.

Паставлейная цель достигается тем, что измеритель снабжё йодклй гёйнымк дополнительной катушке амплитудно-измерительным каналом, состоящим .из последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобразователя, сумматором и соединенным с его выходом индйк1ат6ром расстояния до края контролируемого изделия, входы сумматора подключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фазбизмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а его выход - к входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом масштабного преобразователя основного, фазоизмерительног-д ftSHaiла, а выход - с индикатором т6лй1йны изделия.

Кроме того, с целью уменьшения габаритов преобразователя, дополнительная выполнена в форме вось- : мерки и расположена в плоскости,параллельной плоскости основ.ной измерительной катушки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя геометрических параметров неферромагнитных изделий; на фиг. 2 - зависимости выхЬДНых напряжений предлагаемого измерителя от обобщенного параметра еде t - расстояние до края контролируемого изделия, а - средний радиус вихретркового преобразователя.

Измеритель геометрических парамётров нефёррома-гнитных изделий состоит из генератора 1, накладного вихретокового преобразователя 2, включающего в себя возбуждающ5по катушку 3, подключенную к генератору 1 через активное сопротивление 4, основную измерительную катушку 5, компенсационную катушку б и дополнительную измерительную катушку7; основного фаэоизмерительного канала, включающего в себя избирательный усилитель 8, фазометр 9 и масштабный, преобразователь 10; дополнительного фазоизмерительного канала, вклю гающего в себя избирательный усилитель 11 фазометр 12 и масштабный прёобразОватёль 13; амплитудно-измерительного канала .включающего в себя усилитель.14, амплитудный детектор 15 и масштабный преобразователь 16, сумматор 17, аычитатель 18, индикатор 19 расстоя ия до края изделия, индикатор 20 толщины изделия.

На фиг. 2 показаны зависимости: N 21 - изменение фазы сигнала основного канала; 22 - изменение фазы сигнала вспомогательного каНала; 23 - изменение амплитуды сигнала вспомогательного канала; 24 - суммарное изменение амплитуды и фазы сигнала вспд мрга ельного канала; 25 - суммарное (Изменение фаз сигналов основного и

вспомогательного каналов; 26 - суммарное изменение фазы сигнала основного канала, амплитуды и фазы сигнала вспомогательных каналов.

Измеритель работает следующим образом.

С генератора 1 в вихретоковый преобразователь 2 на возбуждающую катушку JпОдйется напряжение, которое наводит в изделии вихревые токи. На выходе основной измерительной катушки 5 и компенсационной катушки б, включённых последовательно и встречно, появляется вносимое напряжение, фаза которого определяется толщиной изделия и расстоянием до края изделия преобразователя 2 дополнительная измерительная катушка 7 выполнена в форме восьмерки, поэтому на ее выходе появляется напряжение, амплитуда и фаза которого определяется только расстоянием до края изделия. Выполнение дополнительной измерительной катушки

7в форме восьмерки позволяет без увеличения габаритов преобразователя 2 получить Напряжение, параметры которого чувствительны только к одному геометрическому параметру изделия.

8основном фазоизмерительном канале, состоящем тиз Последовательно соединенных избирательного усилителя 8, фазометра 9 и масштабного преобразователя 10, определяется фаза вносимого напряжения основной измерительной катушки 5. В дополнительных измерительных каналах, состоящих из последовательно соединенных избирательного усилителя 11, фазометра 12 и масштабного преобразователя 13 и также из последовательно соединенных усилителя 14, амплитудного детектора 15 и масштабного преобразователя 16, определяется соответственно фаза и амплитуда вносимого напряжения дополнительной измерительной катушки 7. Опорное напряжение на фазометры 9 и 12 поступает с активного сопротивления 4 рВКЛЮченн.ого последовательно с возбуждающей катушкой 3 и генератором 1. В сумматоре 17 происходит суммирование выходных напряжений фазометра 12 и амплитудного детектора 15,линейнр преобразованных в масштабных преобразователях,соответственно, 13 и 16. При этом на-выходе сумматора 17 напряжение меняется (фиг. 2, кривая 24). Это напряжение зависит только от расстояния до края контролируемого изделия и регистрируется индикатором 19. Изменяя коэффициент преобразования масштабного прёрбразователя 10,добиваются закона изменения напряжения основного фазо йзмерйтёльногоканала как показано на фиг. 2. При этом на выходе вычитателя 18 выходное напряжение изменяется по закоЦу (кривая 26 фиг;2),

.которое регистрируется индикатором 2

Сравнение кривых 26 и 24 показывает, что применение амплитудного вспомогательного канала позволяет уменьшить зависимость показаний индикатора 20 измерителя от влияния краевого эффекта- в несколько раз. Это позволяет расширить ассортимент контролируемых изделий сложной формы. Выполнение дополнительной катушки в форме восьмерки позволяет уменьшить габариты.преобразователя, что особенно важно при контроле изделий в труднодоступных местах, .напри- . мер в пазах, и на участках, соизмеримых с размерами преобразователя.

Формула изобретения

1, Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной катушек, и дополнительной измерительной катушки, подключенные к измерительным катушкам, идентичные основной и дополнительный фазоизмерительные каналы, обстоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масш.табного преобразователя, а также

вычитатель и индикатор толщины изделия, отлича ющийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенным к дополнительной катушке амплитудноизмерительным каналом, состоящим из последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобразователя, сумматором и соединенным с его выходом индикатором-расстояния до края контроли0руемого изделия, входы сумматора подключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фазоизмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а его

5 выход - к входу вычитателя, второй вход которого ,соединен с выходом масштабного преобразователя основного фазоизмерительного канала, а выход - с индикатором толщины изделия.

0

2. Измеритель по п.1,о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения габаритов преобразователя, дополнительная катушка выполнена в форме восьмерки и расположена в 5 плоскости, параллельной плоскости основной измерительной катушки.

Источники информации, принятые вй внймание При экспертизе

-1. Авторское свидетельство СССР № 240272, кл. G 01 В 7/06, 1967.

0

2. Авторское свидетельство СССР P 538283, кл. G 01 В 7/06,-1976 (прототип).

fOO

748234

иг.2