Датчик слежения за стыком

%1166940, кл. В 23 К ДАТЧИК СЛЕЖЕНИЯ ЗА СТЫКОМ(57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для автоматического управления положением горелки в разделке сварного стыка. Чувствительный элемент датчика содержит две пластины 1, закрепленные на торце подводящей трубки 5 через диэлектрик 4, выполняющий роль концентратора электростатического поля. Пластинки определенным образом включены в схему измерения мостового типа, Чувствительный элемент обладает малой зоной контроля поверхности обрабатываемого изделия. 2 ил.Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для автоматического управления положением горелки в разделке сварного стыка, и может быть использовано при сварке угловых стыковых соединений и других аналогичных соединений.Цель изобретения - упрощение датчика с использованием его преимущественно для разделанных и угловых стыкооых соединений.На фиг. 1 показана блок-схема датчика, на фиг. 2 - конструкция чувствительного элемента.Устройство (фиг. 1) содержит чувстоительный элемент иэ пластин 1, располагаемых под углом друг к другу и ориентированных относительно оси стыка изделия 2 с разделкой кромок 3. Пластины 1 закреплены на диэлектрике 4, предназначенном для разделения обкладок конденсаторов из пластин 1 и формирования определенной топографии электрического поля, Пластины 1 своими внешними плоскостями образуют одни обкладки, другими обкладками которых является внутренняя полость трубки 5, на торце которой закреплены пластины 1 и диэлектрик 4. Внешние поверхности пластин 1 посредством проводников 6, проходящих с одной стороны через диэлектрик 4 и само тело пластин 1, а затем внутри металлической трубки 5, являющейся элементом конструкции да гчика и одновременно экранол от внешних помех через паразитные внешние емкости, соединены с одной диагональю диодного моста 7, Другая диагональ моста подключена через постоянный резистор 8 к земле одним выводом. а другой вывод соединен с измерительной схемой, В диагональ моста 7 включен конденсатор 9, соединенный посредством линии связи 10 с конденсатором 11 и источником 12 переменного, оысокочастотного сигнала, а через резистор 13 и конденсатор 14 - к земле. Резистор 13 и конденсатор 14 образуют фильтр низких частот, подключенный к электроприооду 15. Внутренняя полость трубки 5 соязана с землей посредством проводника 16,Датчик сле;кения за стыком работает следующим образол.Пластина 1 датчика ориентируется относительно оси стыкового соединения 2 с кромкэл;и разделки 3, что соответствует исходному состоянию. В этом случае (фиг. 2), должно обеспечиваться равенство емкостей Сх 1 и Сх 2 как результат соответствия площадей перекрытия, образованных внешними их плоскостями и площадями их проекций на кромки разделки 3 (фиг. 1) приАналогичный процесс произойдетприсмещении стыка впраоо, но при этом знак 40 выходного сигнала-напряжения изменитсяна обратный, Таким образом, любое механическое рассогласование будет связано с изменениями оеличины и полярности выходного сигнала по отношению к исходному 45 значению,Особенностью датчика является специальная организация зоны чувствительности с помощью диэлектрика-концентратора 4 и онутренней поверхностью трубки 5. Это по зволяет "сузить" электрическое поле чувствительной части датчика и сделать его "выпирающим" относительно внешних поверхностей пластин 1, Для этого проводники 6 пропущены через тело диэлектрика и 55 пластин 1 и их концы подсоединены именнок внешним поверхностям. Известно, что при применении высоких частот имеет место "скин-эффект", при котором электромагнитные поля не могут проникать глубоко внутрь металлического экрана. Следовательно,5 10 15 20 25 30 35 условии равенства всех остальных составляющих емкостей, обозначенных Со, Сл, Сл" соответственно о каждом плече, а также зазоров между внешними плоскостями элементов 1 и 3. Это частный случай, поскольку устройство работоспособно и при нарушении упомянутого равенства, но с обязательным сохранением начальных условий, соответствующих исходному состоянию, В процессе последующего контроля начинает перемещаться изделие или инструментс закрепленным на ним датчиком. При перемещении пластины 1 не касаются кромок 3, но в результате изменения кривизны стыка 2 или иных внешних воздействий прежнее соотношение может быть нарушено. Например, при уходе изделия со стыком 2 влево (фиг, 1) изменится прежнее соотношение емкостей. Допустим, правая пластинка окажется ближе к кромке, а левая - дальше. В этом случае произойдет следующее. В каждом полупериоде переменного напряжения, поступающего от источника 12 через емкости 11 и 9 на схему диодного моста 7, открывается соответствующая пара диодов, через которые произойдет заряд(или пере- заряд) емкостей сх 1 и Сх 2, при неравенстве упомянутых емкостей вследствие отмеченного выше появится результирующее напряжение той или иной полярности, которое поступит через резистор 13 и конденсатор 14 - фильтр, пропускающий постоянную составляющую, на приоод 15(например, электропривод с аналоговым управлением). В свою очередь электроприоод окажет воздействие на "стол" или "инструмент", выводя изделие со стыком 2 о исходное состояние1825685 ЦЭие 1Составитель А. АхлынинТехред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко Редактор С. Кулакова Заказ 2300 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 внутренние поверхности пластин 1 - экраны,также как и тело самой металлической трубки 5. Поэтому если "заземлить" внутреннюю часть трубки 5 проводником 16, то она становится "заземленной обкладкой", а ее внешняя поверхность - экраном, который призван устранять влияния внешних емкостных воздействий. Этот признак позволяет с одной стороны, удалить чувствительную часть на длину трубки 5 от диодного моста, в с другой поместить трубку 5 вблизи инструмента (обычно металлического), и снизить влияние внешних массна датчик,Изобретение позволяет упростить измерительную часть датчика по сравнению с известной, не потеряв при этом точность контроля, улучшить условия контроля, устранив механический контакт,Дополнительным преимуществом датчика слежения за стыком является его использование и при лучевых методах обработки, например при сварке неметаллических изделий лучом лазера, особенно при "угловых" соединениях, поскольку при этом воздействие на емкости чувствительного элемента будет оказывать диэлектрическая составляющая, влияющая на величину емкости. В качестве материала пластины можно испольэовать радиофарфор с высокой диэлектрической проницаемостью тол щиной 5 - 8 мм. формула изобретенияДатчик слежения за стыком, содержащий чувствительный элемент и измеритель 10 ную схему, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения датчика, чувствительныйэлемент выполнен в виде двух пластин, закрепленных симметрично под углом на торце заземленной изнутри металлической15 трубки через диэлектрик, а измерительнаясхема содержит диодный мост, три конденсатора, два резистора и источник высокойчастоты, причем пластины соединены с одной диагональю моста проводниками, про 20 ходящими через металлическую трубку,вторая диагональ одним выводом через первый резистор соединена с общей шиной, авторым выводом через второй конденсаторподключена к источнику высокой частоты и25 через второй резистор и третий конденсато - к общей шине,