Индукционный дифференциальный датчик положения кромок свариваемого стыка

ОЛИСАБЙЕЙЗОБРЕТЕНЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. В 23 К 9(10 с присоединением заявкиГавуднратввиный наантвтбаввти Мииивтрав 666 Рив нввав нваврвтвннйи втнрытни(72) Авторы изобретения Всесоюзный проектно-конструкторский институт сварочного производства(54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЙ КРОМОК СВАРИВАЕМОГО 6 ТЫКА 1Изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов,в частности к индукционным дифференциальныьГ датчикам положения кромок свариваемого стыка, и может применяться для слежения за положением кромок сварюваемого стыка значительной,кривизны;Известен индукционный дифференци"альный датчик положения кромок свари ваемогостыка, содержащий разделенныйт 0 немагнитной Прокладкой Ш-образный сердечник, с закрепленной на его центральном стержне выходной обмоткой. Датчик содержит генератор переменного .токар. к Выходу котброго,подклю- )5 чена также размещенная на Ш-. образном сердечнике первичная обмотка.,Однако НзвестНЫй индукциониый датчик иМеет большие габариты, поэтому его нельзя испольэовать для контроля й процесса сварки н труднодоступных местах.Наиболее близким техническим решением является индукционный датчик по" ложения кромок сварнваемого стыка, 25 в котором нет первичной обмотки, а к выходу генератора переменного тока подключен проводник, уложенный вдоль стыка.Целью изобретения является обеспече-З 0 2нне возможности определения ширины зазора встыке и повышение точности определения средней линии стыка.Это достигается тем, что подключен. ный к выходу генератора переменного тока проводник выполнен в виде двух Изолированных частей, закрепленных На прОтивоположных стыкуемых поверхностях свариваемой детали и соединенных с выходом генератора переменного тока через введенный в датчик коммутатор.На чЕртеже дана принципиальная схема предлагаеМого индукционного датчика.Датчик. содержит Ш-образный сердечник 1, разделенный немагнитной прокладкой 2. На центральном стержне 3 сердечника 1 расположена выходная обмотка 4 датчика,. которая через усилитель-преобразователь 5 может быть подключена к входу привода 6 перемещения датчика поперек стыка. В комплект. датчика входит также генератор 7 переменного тока, к выходу которого при помощи коммутатора 8 подключены две изолированные части 9 и 10 проводника, которые должны быть закреплены на противоположных стыкуемых поверхностях 11 и 12 свариваемой детали. Управляющий вход коммутатора 8 при помощи синхронизатора 13 функционально связан с усилителем-преобразова-, телем 5 выходного сигнала датчика.Измерение проводится за два такта. В течение первого такта работы датчика коммутатор 8 подключает к генератору 7 переменного тока одну часть 9 проводника. Магнитный поток, создаваемый током, протекающим по этой части проводника, замыкается через половины Ш-образного сердечника датчика, при этом направление потока через одну половину сердечника всегда противоположно направлению потока через другую его половину, В центральном стержне 3 сердечника, где размещена выходная обмотка 4, происходит вычитание этих потоков. Фаза Э Д С, наводимой в обмотке 4, зависит от того, какой иэ потоков оказывается большим по абсолютной величине. Это зависит от положения оси, центрального стержня сердечника относи тельно максимума вектора, лежащего в плоскости измерения, начало которого находится в точке пересечения плоскости с осью данной части проводника, а конец описывает г 1 ентральную магнитную линию поля, создаваемого током, проходящим по проводнику, замыкающегося через сердечник.Таким образом, Фаза Э Д С, наводимой в обмотке 4, указывает направление 3 смещения оси центрального стержня сердечника относительно максимума вектора, положение которого соответствует положению оси проводника, по которому протекаетток, создающий магнитное поле. ЮПреобразователь 5 усиливает сигнал выходной обмотки 4, анализирует его Фазу и преобразует ее в сигнал постоянногоуровня, который поступает на привод б и является для него командой пе ремещения датчика в сторону максимума вектора до совмещения с ним оси выходной обмотки 4. В момент совмешения перемешение прекращается так как Э Д С, наводимая в обмотке 4, равна нулю, по скольку результирующий магнитный поток черецентральный стержень сердечника равен нулю иэ-эа равенства потоков в его половинах. Положение оси централь ного стержня сердечника в момент сов- .50 мещения соответствует положению оси части 9 проводника или стыкуемой поверхности 11 свариваемой детали, Эту координату оси центрального стержнясердечника по горизонтальной оси перпендикулярной к контролируемому стыкурегистрируют любым известным способом. Это положение опознает также синхронизатор 13, который выдает команду в коммутатор 8, по которой он подключает к генератору 7 переменного тока вторую часть 10 и отключает при этом первую его часть 9. Начинается второй такт работы датчика, в течение которого определяют координату стыкуемой поверхности 12 свариваемой детали так же, как 5 в и;.рвом такте определяли координату стыкуемой поверхности 11 свариваемой детали.По йолученным координатам стыкуемы кромок свариваемых деталей в плоскости измерения определяют путем вычислений соответствующую координату точки средней линии стыка и ширину зазора в стыке.Применение предлагаемого датчика обеспечивает более, высокую точность определения положения средней линии стыка по сравнению с той, которую обеспечивает известный, при работе которого выявлены погрешности двух видбй.погрешность обусловленная несовпадением средней линии стыка с осью проводника, уложенного между кромками;погрешность, обусловленная отклонением от вертикали линии максимума вектора, описывающего центральную магнитную линию поля, замыкаюшегося через сердечник, в плоскости измерения, от вертикали, находящейся в этой же плоскости и проходящей через ось проводника, по которому в момент измерения протекает ток.Эти погрешности устраняются при определении положения средней линии стыка с помощью предлагаемого датчика; первая-.ввиду того, что средняя линия определяется как линия,равноотстоящая от кромок свариваемых деталей, а вторая - ввиду того, что отклонения линий максимума векторов в первом и втором тактах работы датчика имеют противоположные знаки и практически равны по величине в пределах одного сечения, в котором проводятся измерения, и поэтому взаимно компенсируются в процессе вычисления.Погрешность определения ширины зазора в стыке, в основном, обусловлена отклонением линий максимума векторов осей соответствующих им вертикалей, находящихся в плоскости измерения и пересекающих оси проводников, Ее можно уменьшить, еслй к результату измерения прибавлять поправку, величина которой зависит от полученного значения ширинь и от толщины изолированного проводника.Формула изобретения Индукционный диФФеренциальный датчик положения кромок свариваемого стыка,содержащий разделенный немагнитной прокладкой Ш-образный сердечник, с закрепленной на его центральном стержне. выходной обмоткой, генератор перемен- кого гока и подключенный к его выходу и уложенный вдоль стыка проводник, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности апре деления ширины зазора в сгыке и повышения точности определения средней линии стыка, подключенный к выходу гене. ратора переменного тока и уложенный57710 б вдоль стыка пооводник выполнен в виде тях сварнваемой детали и соединенных двух иэолированных частей, эакрепленных с выходом генератора переменного тока на противоположных стыкуемых поверхнос- череэ введенный в датчик коммутатор. итель В.К , Н, Андрей Сост Техр лови Реда Эака Госуда 11303 сква 2 с Шl.Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. П тор Н,Да 3419/14 ЦНИИПИ Тираж венного делам и