Вихретоковое устройство для бесконтактного измерения размеров Советский патент 1982 года по МПК G01B7/12 G01N27/90 

(54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ BECKOHTPJCTHOrO ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров электропроводных изделий вихретоковым методом.

Известны вихретоковне устройства для измерения размеров, содержащие генератор переменного тока, два накладных электромагнитных преобразователя, расположенных соосно и жестко связанных между собой, и последовательно включенные сумматор, компенсатор, усилитель переменного тока, детектор и индикатор 1 .

Эти устройства имеют недостаточную точность измерений при поперечных перемещениях изделий в зоне контооля.

Известно также вихоетоновое устройство для измерения линейных размеров, содержащее генератор переменного тока, два электромагнитных преобразователя, жестко связанных межДу собой и установленных соосно, два канала обработки сигналов, каждый из которых подключен к одному из преобразователей и состоит из включенных последовательно компенсатора, усилителя перем Н ого тока, детектора и

функционального преобразователя,сумматор и индикатор 2.

Недостатком этого устройства является малый диапазон измерения размеров цилиндрических изделий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихретоковое устройство для бесконтакт10ного измерения размеров, содержащее генеоатор переменного тока, лва подключенных к нему накладных электромагнитных преобразователя, расположенных соосно на фиксированном рас15стоянии один от другого, подключенные к измерительным катушкам преобразователей соединенные последовательно сумматор, компенсатор, усилитель переменного тока, детектор и инди20катор и механизм перемещения преобразователей с приводом.

Привод механизма перемещения в известном устоойстве выполнен в виде блока управления, вход которого сое25динен с выходом детектора и усилителя мощности 3 .

Это устройство имеет недостаточную надежность измерений. поскольку привод механизма перемещения сложен в

30 изготовлении и эксплуатации из-за

высоких требований к точности и стабильности.

Цель изобретения - повышение надежности .

Указанная цель достигается тем, что в вихретоковом устройстве для : бесконтактного измерения размеров, содержащем генератор переменного тока, два подключенных к нему накладных электромагнитных преобразователя, расположенных соосно на фиксированном расстоянии один от другого, подключенные к измерительным катушкам., преобразователей соединенные последовательно сумматор , компенсатор, усилитель переменного тока, детектоо и индикатор, и Механизм перемещения преобразователей с ПРИВОДОМ, ПРИВОД механизма перемещения преобразователей выполнен в виде дополнительного генератора переменного тока, а частоты коле. баний основного f,(.,„ и дополнительного дррГен€раторов выбраны из условия

.ОЗ о„. (, .

На чертеже.приведена функциональная схема вихретокового устройства для бесконтактного измерения размеров ,-..

УСТРОЙСТВО содержит генератор 1 переменного тока, электромагнитные преобразователи 2 и 3, полесоздающие катушки 4 и 5 которых подключены к генератору 1, а измерительные катушки б и 7 - к входу сумматора 8, соединенные последовательно компенсатор 9, усилитель 10 переменного тока, детектор 11 и индикатор 12 механизм 13 перемещения преобразователей и привод механизма перемещения в виде генератора 14 переменного тока. Электромагнитные преобразователи 2 и 3 выполнены идентичными, расположены соосно, разнесены между собой на расстояние I,.превышающее максимальный измеряемый диаметр изделия, и жестко связаны: между собой посредством кронштейна 15. Подвижный элемент 16 механизма 13 переме.щения жестко связан с корпусами преобразователей, размещенгплх по обе стороны контролируемогоизделия 17., Оси преобразователей 2 и 3 перпендикулярны продольной оси изделия.

Устройство работает следующим образом.

Полесоздающие.катушки 4 и 5 запитываются/от генератора 1 переменным током частотой осн наводят в изделии 17 вихревые токи, рлектромагнитное поле которых вызывает появление в измерительнь1х катушках б и 7 вносимых напряжений. Напряжение с кату1аек б и 7 суммируются сумматором 8, напряжение Ug с которого компенсируется компенсатором 9, например, .при установке обоих пpeoбpaзoвaтeлeйJ на изделия с максимальным диаметром, после чего.скомпенсированное вносимо .напряжение Up усиливается усилителем

5 10 переменного тока, детектируется детектором 11 и поступает на индикатор 12. Механизм 13 перемещения преобразователей, управляемый от генератора 14, обеспечивает поперечное перемещение электромагнитных преобразователей 2 и 3 относительно изделия .J17 с частотой Р этом расстояние о% и /2 соответственно от преобразователей 2 и 3 до поверхности изделия изменяются в противофазе с той же частотой. При изменении расстояний (У, и (/2 выходное напряжение Ug сумматора а изменяется от минимального значения, когда один из преQ образователей имеет минимальное расстояние до поверхности изделия, до . максимального значения, когда при этом также изменяются напряжения Ug и U,,(j. Детектор 11 вырабатывает

- сигнал, пропорциональный максимальному значению напряжения усилителя 10, при этом напряжение с выхода дe тектора зависит только от диаметра контролируемого изделия. Выбор частоты дрп дополнительного генератора

0 из соотношения ,«0,03 ,(.„ обеспечивает необходимую точность работы детектора. В качестве дополнительного генератора в большинстве устройств можно использовать промышленную

35 сеть частотой 50 Гц.

Предлагаемое устройство обеспечивает измерение размеров электропроводных изделий при поперечных перемещениях их в зоне контроля в широких пределах с повышенной надежностью, поскольку механизм перемещения преоб разователей и его привод проще в изготовлении, настройке и эксплуатации

45 из-за отсутствия особых требований к их точности и стабильности.

Формула изобретения Вихретоковое устройство для бесконтактного измерения размеров, содержащее генератор переменного тока,два подключенных к нему накладных электромагнитных преобразователя, располо женных соосно на фиксированном рас стоянии один от другого, подключенные к измерительным катушкам преобразователей соединенные последовательно сумматор, компенсатор, усилитель переменного тока, детектор и

0 индикатор, и механизм перемещения

преобразователей с приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, привод механизма перемещения выполнен в виде дополнительного генератора переменного тока, а частоты колебаний основного с|, ,и дополнительного 1 генераторов выполнены из условия

fAdrt- 003 „с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Дорофеев А,Л. и др. Индукцион ная толщинометрия. М., Энергия,

1969, с. 104.

2.Авторское свидетельство СССР 524071, кл. G 01 В 7/02, 1974.

3« Авторское свидетельство СсЛ 746173, кл, G 01 В 7/12, 1978 (прототип).