Устройство контроля кривизны профиля поверхности Советский патент 1981 года по МПК G01N27/90 G01B7/28 

Устройство огносится к электромагнит- ному контрюлю неэлектрическшс величин и предназначено для кривизны профиля поверхности металлических изделий токови - хревым способом. Известно устройство для контроля кривизны профиля поверхности, содержащее вихретоко.вый преобразователь с механизмом его микроподачи и измерительный орган, состоящий из генератора, усилителя, детектора, соединенных последовательно с преобразователем и регистратором L11 . Однако такое устройство имеет низкие динамические качества контроля ввиду необходимости механического сканирования преофазователя над изделием для получения информации о кривизне его профиля. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемс лу результату является устройство контроля к швиэны профиля поверхности, содержащее аеффаренциальный викретоковый преобразоватепь с возбуждающей, измерительной компенсационной катушками, размещеяными на о&цел магнитопроводе, генератор, связанный с возбуждакндей катушкой, и соединенные последовательно уешштель с регулируемым коэффициентом усиления, фазовый детектор и регистратор кривизны поверхности 12 , Однако вихретоковый преобразователь этого устройства требует специального пр жимного устройства для установки в рабочее положение на контролируемую поверхность, что ведет к нестабильности фиксации и затруднениях при контроле в условиях действия вибраций. Указанные недостатки снижают достоверность контроля. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Указанная цель достигается тем, что магнитопровод выполнен Ж-образной формы, на двух средних его перемычках расположвны встречно включенные возбуждакяцив к&тушкл, на наружной и внутренней частях центрального стержня - встречно включенные компевсашюнные катушки, на наруж частях боковых стержней - совцинввныв последовательно и согласно измеригельные катушки, свободные концы которых включены между сигнальным входом усилителя с регулируемым коэффициенгом усиления и общей точкой компенсационных катушек, одна из которых включена последовательно - встречно с измерительными катушками, а вторая соединена с управi ляющим входом усилителя. На фиг. I изображена предлагаемая Конструкция преобразователя для контро ля гфивизны; на фиг. 2-го же, вид сбоку; на фиг. 3 - блок-cxavia устройства. Генератор I высокочастотного напряжения подключен к двум возбуждающим катушкам 2 и 3, расположенным на средних перемычках магнпгопровода 4 Ж-обра ной формы, и создает в них встречные воз буждающие магнитные потоки, наводящие равные ЗДС (Е. Eg ) в центральных встречно-включенных компенсационных катушках наружной 5 и внутренней 6, ЭДС 6 -, Е g , наведенные в измерительных катушках 7 и 8, размешенных на наружных частях боковых стержней и соединен- ных друг с другом последовательно и со1ласно. Катушки 7 и 8 включены последо вательно и,встречно относительно компенсационной катушки 5, а результирующее напряжение ц.-Ет -Eg-Ер подключено на вход усилителя 9 с регулируемым коэф фициентом усиления за счет действия сигн ла, пропорционального зазору и равного Ni-Eg-tg- Выход усилителя 9 связан с фазовым детектором Ю, к которому подключен регистратор 11 кривизны поверхности в продольном сечении. Поверхность контролируемого изделия 12 может быть линейной и параллельной наружной поверхности преобразователя,(фиг. 1-а) линейной с перекосом (б,в), вогнутой vr) или выпуклой 1д). В случае контроля кривизны в двух взаимно перпендикулярных направлениях на дополнительном Ж-образном магнитопр воде 13 аналогично рассмотренному разметаются возбуждающие катушки 14 и 1 и соединенные согласно измерительные катушки 16 и 17, с одной стороны встре но включенные с компенсашюнной катушкой 5, а с другой стороны подключенные ко входу аналогично блокам Ю и 11 измерительного канала, состоящего из усилителя 18 с регулируемым коэффициентом усиления, базового детектора 19 и регнстратора 2О кривизны поверхности изд ЛИЯ в поперечном сечении. Устройство работает следующим оЪразом, 86 4 ЕСЛИ преобразователь удален от конт юируемого изделия 12, то при подаче вы«окочастотного напряжения на обмотки озбуждениякатушек 2 и 3 появлй1ются ва встречно направлегоых магнитньтх поока, проходящих через сечения всех измеительных и компвгсапионных катушек. При том суммарная ЭДС (Е- +Е g )равна кажой из наведенных ЭДС Е и Eg , а поэ тому к Е7 Еа-Е5- 0 ;V rE6-Er 0ри нулевых перекосах (фиг. la) сблиение преобразователя с контролируемым зделием 12 приводит к одновременному равному уменьшению наведенных ЭДС Е, TI Eg - 6 ° ается практически неизменной. В резульате происходит увеличение выходного напряжения Vo тогда как напряжение V« остается равным нулю. Появление небольших перекоса прямолинейно1Хэ изделия относительно рабочей поверхности преобразователя (фиг. 1 б, в) вызывает пропорциональное увеличение ЭДС в одной из катушек 7 или 8) и уменьшение в другой, в результате суммарное напряжение 7 8 ® тзменяется, а выходное напряжение Vy, осТАнется равным нулю (кривизна равна бесконечности) . При контроле вогнутых поверхностей (фиг. t г) уменьшение радиуса кр1 визны приводит к oднoвpe генному ;меньшеншо каждой из наведенных ЭДС в катушках 7 и 8, тогда как ЭДС Б в катушке 5 остается неизменно , что вызывает соответствующее увел1гчение выходного напряжения VK , имеющего фазу , отличающуюся на 180° от фазы опорного напряжешы генератора 1. С фазового детектора Ю на регистратор 11 поступает напряжение, пропорииональное V . но противофазное по отношению к опорному. При уменьшении радиуса кривизны выпуклых поверхностей (фиг. 1д) увеличива- суммарное напряжение катушек 7 и „ 8, ЭДС t остается неизменной, а выходное напряжение VK. становится синфазным с опорным напряжением, его величина пропорциональна радиусу кривизны изделия. Использование коррекции коэффициента усиления 9 по сигналу о величине зазора позволяет получить отстройку от влияния зазора на точность определения кривизны поверхности. Рабочая поверхность преобразователя (Jppцы наружных катушек 5,7,8,16 и 586 17) может вьтолпягъся в сжогветствяи с профилетл контролируемой детали. Предлагаемое вьтолноние устройства контроля кривизны 1ФОФШ1Я поверхности дает возможность повысить достоверность контроля отклонения формы поверхности от заданной кривизны и определять величину изгибных механических деформаций на учаспсах тонкостенных изделий сложной формы при действии внешних силовых нагрузок. Формула изобретения Устройство контроля кривизны профиля поверхности, содержащее дифференциальный вюфетоковый преобразователь с возбуждающей, измерительной и компенсационной катушками, размешенными на ойпем магни топроводе, генератор, связанный с возбуж дающей катушкой, и соединенные носледо1вательно усилитель с регул1фуемым коэффициентом усиления, фазовый детектор и регистратор кривизны поверхности, о т fpUi.J

(риг. 2 4 личаюшееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, мапштопровод вьтолнен Ж-образной формы, на двух срепних его перемычках расположены встречно включенные возбуждающие катушки, на наружной и внууршшей частях центрального стержня - встречно включенные компеясацио1шые катушки, на наружных частях боковых стержней - соединенные последовательно и согласно измерительные катушки, свободные выводы которых включены между сигнальным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и общей точкой компенсационных катушек, одна из которых включена последователмовстречно с измерительными катушками, а вторая соединена с управляющим входом усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экс11ертизе I 1. Авторское свидетельство СССР % 219790, кл. G О1 В 7/28, 1967, 2. Авторское свидетел.хзтво СССР № 399717, кл. G 01 В 7/28, 197О.