Устройство для управления индукционнымНАгРЕВОМ Советский патент 1981 года по МПК B23K13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ

ность. Кроме того, с помощью таких датчиков нельзя измерять температуру свариваемого стыка.

Наиболее близким к предложенному является датчик температуры содержсцций закрепленные на индукторе фотоэлектрический преобразователь, расположенный на одной оси с эталонным источником излучения, и элемент модуляции. В исходном состоянии производится калибровка датчика. При включении нагрева фотопреобразователь с помощью электромагнита ориентируется в сторону ограничителя поля визирбвания. В процессе калибровки выходной сигнал датчика фиксируется аналоговым устройством памяти. Ира нагреве производится сравнение запомненного и текущего значений сигналов. В результате поверхностная температура изделий стабилизируется на уровне, определенном током лгимпы накаливания 4 .

Однако наличие в этом устройстве шарнирных рычагов, связывакицих электромагнит с фотопреобразователем снижает надежность работы датчика, а также увеличивает его габариты. Последнее обстоятельство затрудняет измерения, так как при индукционной сварке размерил зоны контроля ограничены. Кроме того, известный датчик имеет ограниченные технологические возможности вследствие того, что в конструкции его не предусмотрена возможность измерения линейных перемещений, которые производятся при использовании другой системы датчиков.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем совмещения в нем функций измерения температуры и линейных перемещений (для поиска зазора) при одновременном упрощении конструкции.

Поставленная цель достигается тем что устройство для управления индукционным нагревом, содержащее закрепленные на иидукторе фотоэлектрический преобразователь, расположенный на одной оси с эталонным источником излучения, и элемент модуляции снабжено дополнительными фотопреобразователем и эталонным источником излучения, расположенным на одной оси, сикметрично вертикальной оси инл уктора, при этом один из фотопреобщ& оза-гелел своей фотоприемной поверхностью расположен под углом к оси, проходящей через него и дополнительный эталонный источник излучения

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - диаграмма, псмясняющая его работу.

Устрбйство содержит корпус 1, жес ко связанный с индуктором 2, в котором размещены свариваемые трубы 3. В корпусе на оси А, паргшлельной вертикальной оси индуктора, закреплен

эталонный источник 4 излучения и под углом Ч к нему фотопреобразователь 5 (например, фоторезистор). Симметрично им относительно вертикальной оси индуктора на корпусе (ось В) закрепJ лены источник 6 и фотопреобразователь 7. Устройство включает также стабиотизатор тока, устройство продольной ориентации, устройство управления температурой (не показаны).

Работа устройства осуществляется

следующим образом.

В начальном положении индуктор 2 находится в определенном положении,

f например справа от зазора между свариваемыми трубами 3.

По команде Пуск начинается ориентация индуктора 2, т.е. индуктор движется влево относительно труб. При совпадении оси А с зазором свет

0 от эталонного источника 4 излучения попадает на фотопреобразователь 5, выходной сигнал которого U (см. фиг.2) определяет уровень калибровки и в дальнейшем запоминается аналоговым узлом памяти (не показан).

Этот же сигнал поступает на устройство продольной ориентации, где начинается счет количества оборотов привода перемещения (не показан)

Q индуктора 2. Количество оборотов

привода перемещения пропорционально линейному перемещению индуктора 2. Поскольку уровень калибровки задаетЬя стабилизатором тока и зависит от

тока этгшонного источника 4 излуче.ния, то порог срабатывания устройства включения счетчика числа оборотов выбирается меньше значения сигнала и,, т. е. и « и

KruVn

э сигминимально возможное значение

калибровки). При совпгадении Оси В с зазором свет от эталонного источника 6 излучения попадает на фотопреобразователь 7, формирующий , сигнал , по которому устройство проj дольной ориентации выдает команду на останов и реверс привода перемещения индуктора, по этой же команде заканчивается счет числа оборотов. Далее в устройстве ориентации число

л оборотов привода перемещения делится на два и при обратном ходе индуктора останов происходит на половине пути, т.е. при совпадении вертикальНой оси индуктора с зазором. Ориентация заканчивается и начинается нагрев торцов труб. При этом излучение с горцов нагреваемых труб фиксируется фотопреобразователем 5, расположенным своей фотоприегшой поверхностью под углом V к вертикальной

О оси А.

Сигнсш с фотопреобразователя 5 поступает в устройство управления- . температурой, где производится сравнение с запомненным во время ориен5 тации сигналом (сигнал калибровки).

Разностный сигнал, воздействуя на источник ВЧ энергии (не показан) управляет температурой нагрева свариваемык. труб 3, которые в предлагаемом устройстве вьтолняют роль модулятора, т.е. периодически (каждый цикл) оптически связывают эталонный источник излучения с измерительным фотопреобразователем.

Для улучшения метрологических .характеристик датчика, а также качества управления температурным режимом, для управления температурой можно использовать оба фотопреобразо зателя 5 и 7. При этом фотопреобразователь 7 необходимо повернуть ТЭК,чтобы и его фотоприемная поверхность составила угол Ч с .вертикальной осью В , и подсоединить к упомянутому устройству управления температурой.

Таким образом, предложенное решение позволяет существенно расширить Технологические возможности устройства за.счет совмещения в нем функций измерения температуры и поиска зазора. Кроме того, простая конструкция устройства, а именно наличие всего 2-х фотопреобразователей и 2-х эталонных источников излучения (лампочек), которые крепятся непосредственно на индукторе, а также тот факт, что в предложением. устройстве в качестве модулятора используют само изделие (свариваемые трубы)/ позволяют значительно уменьшить габариты устройства, что рос{бенно вгикно при индукционной сварке, где размеры зоны контроля ограничены .

Формула изобретения

Устройство для управления индук- ционньм нагревом, содержащее закрепленные на индукторе фотоэлектрический преобразователь, расположенный на одной оси с эталонным источнике) излучения, и элемент модуляции, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено дополнительньош фотопреобразователем и эталонным источииксм излучения, расположенными на одной оси, симметрично вертикальной оси индуктора, при этом один из фотопреобразователей своей

фотоприемной поверхностью расположен под углом к оси, проходящей через него и соответствующий эталонный источник излучения/

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.ХаэАров В.Р. Автоматизация высокотемпературных процессов,Энергия, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 210985, кл. В 23 К 9/10, 1976.3. Патент сил 3021419,

кл. 219-124, 1962.

4. Калашников В.Г., Барихина Н.А. 1тл Петунии Ю.А. Датчик температуры, НИИИНФОРМТЯЯМАШ, 10-76-15.

К устроа ctnSy

иг.1 ориентации