Гидроэлектрический датчик для измерения линейных размеров движущихся изделий Советский патент 1982 года по МПК B21B38/00 G01B7/02 

тельную цепь, составляющую полумост, По обеим сторонам штуцера в струе должны быть точки, электрический потенциал которых совпадает с потенцйалом токосъемного штуцера. Вследствие значительного.различия удельного омического сопротивления жидкости и металлического штуцера в зоне контакта непосредственно с электродом контактирует только поверхностный слой струи, участки струи, располагающиеся ближе к ее оси, контактируют с внутренней полостью цилиндрического штуцера через частицы электропроводной жидкости, что соответствует введению дополнительных омических сопротивлений. Это приводит к тому, что основная масса точек, потенциал которых совпадает с потенциалом токосъемного штуцера, находятся не в полости торца электрода, а располагаются во внутренней полости штуцера с максимальным отклонением от плоскости торца по оси струи. При этом искажается продольный градиент напряжения в струе, поскольку наружные слои струи контактирующие с торцовой поверхностью штуцера, короче внутренних слоев струи, располагающихся в полости штуцера, а разность потенциала между ними одинакова.

Различие продольного градиента по сечению струи приводит к появлению поперечной составляющей электрического тока, которая оказывает влияние на распределение продольного градиен та. В процессе измерений используется некоторое среднедействугащее значение продольного градиента, которое и определяет уровень электрического сигнала, снимаемого с плеч моста. Действующее значение продольного градиента существенно зависит от случайных колебаний удельного сопротивления жидкости,длины струи в изоляционных патрубках,диаметра отверстия штуцера и площади контактирующего торца штуцера. В случае использования неравновесного моста, который образован струями различной длины и, следовательно, различного омического сопротивления,, точность измерений будет невысокой, а стабильность измерений в значительной степени будет определяться колебаниями удельного электросопротивления жидкости, зависящего от концентрации и химического состава;примесей.

температуры и других влияющих факторов.

Целью изобретения является повышение точности и стабильности измере-,

НИИ,

Цель достигается тем, что гидроэлектрический датчик состоит из подводящей трубы с фланцем, диэлектрических патрубков, насадки, направляющей струю жидкости на металл, двух электродов из металлической сетки, двух токосъемных элементов, источника питания, двух резисторов, двух ускорителей и регистрирующего прибора, причем первый электрод заземлен, второй электрод через сопротивления и усилители соединен с токосъемными элементами, один полюс источника питания заземлен, а другой соединен со вторым электродом, регистрирующий прибор своими полюсами подключен ко входам усилителей, а токосъемные элементы состоят из двух контактирующих шайб, одна шайба выпонена из металла, а другая - из гигроскопического гидрофильного материала, при этом внутренний диаметр гидрофильной шайбы равен внутреннему диаметру насадки, а металлический°не менее двух ее диаметров.

На чертеже изображен предлагаемый гидроэлектрический датчик.

Датчик состоит из трубопровода 1 с фланцем 2, герметично установленного металлического сетчатого электрода 3, примыкающего к диэлектрическому патрубку , токосъемного элемента, содержащего шайбУ 5 из гигроскопического гидрофильного материала и металлическую шайбу 6, которые контактируют между собой по кольцевой поверхности диэлектрического патрубка 7, герметично установленного электрода 8 из металлической сетки, диэлектрического патрубка 9, второго токосъемного элемента, содержащего шайбу 10,из гидрофильного материала и металлическую шайбу 11, насадки 12 из диэлектрического материала, которая формирует струю 13, направленную на контролируемый прокат k, движущийся по рольгангу .15, источника 16 электрического питания, , усилителя 17, вход которого подклю-, чен к нагрузочному резистору 18, а выход к шайбе 6, усилителя 19, вход которого подключен к нагрузочному резистору. 20. а выход - к шайбе 11 регистрирующего измерительного устройства 21. В процессе работы датчика электропроводная жидкость поступает по трубопроводу 1 с избыточным гидростатическим давлением, проходит чере отверстие фланца 2, продавливается сквозь ячейки сетчатого металличесKof-o электрода 3, заполняет полость диэлектрического патрубка k и примы кающего к нему диэлектрического пат рубка 7. Далее жидкость продавливае ся через ячейки сетчатого электрода 8, заполняет полость диэлектрическо го патрубка 9 и примыкающей к нему насадкой 12 из диэлектрического материала формируется в компактную ; струю 13В процессе измерений струя замыкается на контролируемый прокат 14, перемещаемый по рольгангу 15, образуя измерительного неравновес ного моста, питающегося от источника 1б электрического питания. Один полумост образован струей, заключен ной между плоскостями электродов 3 и 8, а другой полумост образован струей, заключенной между плоскость электрода 8 и плоскостью контролируемого проката Токосъемное устройство в измерительной диагонали моста образовано шайбой 5 из гигроскопичного гидрофильного материала, например льняной или хлопчатобумажной ткани, соприкаcaюu eйcя с образующей поверхностью струи. В результате гидрофильных свойств шайбы электропроводная жидкость струи распределяется по ее объему, создавая круговой электрический контакт струи с металлической шайбой 6. Внутренний диаметр металлической шайбы б выбран не менее дву диаметров струи с тем, чтобы практически исключить влияние металлического электрода на распределение ,продольного градиента напряжения в струе. Аналогичное токосъемное устройство образовано шайбой 10 из гидрофильного материала и металличесг кой шайбой 11, Толщина из гидрофильного материала выполняется меньше четверти диаметра струи. Уменьшение толщины шайбы способствует ослаблению возмущающего действия токосъемного устройства на распределение продольного градиента в струе. Тонкая гидрофильная шайба обладает повышенным омическим сопротивлением, поэтому для исключения влияний регистрирующего измерительного устройства 21 на электрический режим работы моста сигнал информации, снимаемый с измерительной диагонали моста подается на усилители 17 и 19 с большим входным сопротивлением. Усилители включены по дифференциальной схеме, электрический сигнал разбаланса моста, определяемый контролируемым размером проката, снимается с нагрузочным резисторов 18 и 20 и регистрируется измерительным устройством 21. В предложенном гидроэлектрическом датчике искажения продольного градиента минимальны, поскольку подключение электрического питания в схему полумостов производится плоскими электродами, один из которых выполнен из металлической сетки, другой образован измеряемым изделием, контактирующими по всему поперечному сечению струи. Токосъемный элемент для снятия сигнала информации с диагонали моста имеет набольшую площадь контакта со струей, а использование шайбы из гидрофильного материала позволяет удалить металлический электрод, выполненный в виде шайбы, от образующей поверхности струи, что также способствует ослаблению искажений продольного градиента в струе Описанное устройство гидроэлектрического датчика допускает использование электропроводной жидкости со значительными колебаниями удельного сопротивления, имеет повышенную точность измерений и хорошую стабильность, позволяющие использовать его для контроля изделий, имеющих малое поле допусков по точности Это позволяет существенно расширить область применения гидроэлектрических датчиков. Формула изобретения Гидроэлектрический датчик для измерения линейных размеров движущихся изделий, содержащий подводящую трубу с фланцем, диэлектрические патрубки и насадку, направляюа1ую струю жидкости на металл, два электрода из металлической сетки, два токосъемных элемента, источник питания, два резистора, два усилителя и реги- . стрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повыше