Датчик положения стыка кромок свариваемых деталей

(54)ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СТЫКА КРОИОК СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при дуговой и высокочастотной сварке,Известен датчик положения сваривае"мого стыка, включающий чувствительный элемент в виде разделенного на части немагнитной прокладкой сердечника с размещенными на нем питающей обмоткой, обмоткой рабочего, сигнала и обмоткой компенсации погрешности.При этом сердечник датчика выполнен из одной центральной Ш-образной и двух П-образных частей, а на среднем стержне Ш-образной части сердечника15 расположена питающая обмотка, на промежуточных частях магнитопровода уложены встречно включенные обмотки рабочего сигнала и на П-образных частях20 сердечника уложены обмотки компенсации погрешности, включенные встречно-последовательно с обмотками рабочего сигнала 1 Недостатком данного датчика является сложность его конструкции ималый уровень выходного сигнала.Известен также датчик положениясвариваемого стыка, содержащий блокввода,визделие магнитного потока ввиде проводника с током, укладываемого между свариваемыми кромками, ичувствительный элемент, представляюврФсобой блок фиксации изменения магнитного потока, выполненный в виде оди-,нарной катушки, расположенной настержневом цилиндрическом сердечнике21,Несмотря на то, что само конструктивное выполнение данного датчикапроще в силу присутствия в датчикедвух отдельных каналов, каждый иэ которых предполагает наличие различныхэлектронных устройств для ввода магнитного потока и для формирования выходного сигнала, общее техническоерешение такого датчика является довольно сложным.30 Недостатком датчика является присутствие в нем двух отдельных блоков,каждый из которых осуществляет присущие ему функции " либо ввод, либофиксацию магнитного потока, что усложняет устройство датчика. Невысокийуровень выходного сигнала таких дат,чиков требует, вспомогательных устройств 1 усилителей, преобразователей,детекторов и т.д.) для увеличения выходного сигнала до величины, пригодной к использованию. Кроме того, размещение проводника с током между сва-,риваемыми кромками для ввода магнитного потока в изделие в некоторых слу ючаях затруднительно или невозможно,например в случае высокочастотной сварки труб, когда зазор между свариваемыми кромками имеет У-образную форму.Последнее сужает возможность применения известного датчика.Цель изобретения - упрощение датчика и расширение области его применения.Поставленная цель достигается засчет того, что в датчик положениястыка кромок свариваемых деталей, содержащий генератор переменного токаи катушку индуктивности, генераторвыполнен по схеме автогенераторногопреобразователя, а катушка индуктивности включена в цепь колебательногоконтура генератора,Ба чертеже изображен предлагаемыйдатчик.Датчик содержит чувствительныйэлемент в виде катушки индуктивности, которая включена параллельно вцепь колебательного контура 2, состоящего из индуктивности 3 и емкости4, автогенератора, собранного натранзисторе 5 по схеме с трансформаторной обратной связью. Обратная связьосуществляется через индуктивность6, резисторы 7-9, которые служат длявыбора рабочей точки характеристики 45транзистора.Датчик работает следующим образом.Катушка индуктивности 1 устанавливается над иэделием с зазором 2-4 мм, 50При включении напряжения питания вколебательном контуре 2 возникают колебания, Часть этих колебаний черезиндуктивность 6 поступают на входтранзистора, усиливаются за счет постоянной энергии источника питания ивозвращаются в колебательный контур 2.Таким образом, в колебательной контуре 2 поддерживаются незатухаюшие периодические колебания. Чувствительный элемент в виде катушки индуктивности 1, включенный в контур, создает в изделии вихревые токи. Контур вихревых токов определяется, взаимным расположением катушки индуктивности и свариваемого стыка. Вихревые токи в изделии создают свое электромагнитное поле магнитный поток которого взаи-модействует с той же катушкой индуктивности 1. Так как катушка индуктивности 1 включена в цепь колебательного контура 2, а магнитный лоток зависит от взаимного расположения свариваемых кромок и катушки, то при смещении кромок относительно катушки буде-, изменяться величина магнитного потока, индуктивность катушки 1, а значит и общее реактивное сопротивление колебательного контура. При этом изменяется амплитуда, частота и фаза автоколебаний. Любой из этих параметров может служить выходным сигналом. Наиболее удобно в качестве выходного сигнала использовать изменения амплитуды автоколебаний, для чего достаточно к выходу датчика по постоянному току подключить простейший стрелочный вольтметр, так как при "уходе" кромок изменение выходного напряжения достигает нескольких вольт. При работе датчика положения свариваемого стыка в составе системы автоматнческого .наведения электрода на стык положение стыка определяют лспо самому большому минимуму выходного напряженияПредлагаемый датчик проще известных, и в то же время уровень выходного сигнала его выше. Это обусловлено тем, что в данном датчике совмещается работа нескольких отдельных устройств, входящих в блок ввода и блок фиксации. Простое схемное решение датчика в виде автогенераторного преобразователя позволяет выполнять преобразование постоянного напряжения в высокочастотное для питания чувствительного элемента, усилие электрических сигналов, поступающих с чувствительного элемента, формирование и выпрямление выходного напряжения.Датчик обладает большой чувствительностью и большим уровнем выходного сигнала за счет использования автогенераторного преобразователя.Это позволяет применять датчик не5 87 только как информационное устройство, но и непосредственно включать в системы автоматического управления.Предлагаемый датчик не имеет отдельной обмотки возбуждения магнитного потока,что .делает его более удобным в эксплуатации и расширяет области его применения.Кроме того, такой датчик можно испольэовать также для наведения дефектоскопа на сварной шов, если конфигурация или электропроводность сварного шва отличны от основного металла изделия, так как величина вихревых токов в изделии зависит от расстояния катушки до металла и от электропровод- ности металла, что также расширяет возможности применения.2097 6формула изобретения Датчик положения стыка кромок свариваемых деталей, содержащий генератор переменного тока и катушку индуктивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что с целью упрощения датчика н расширения области его применения, генератор выполнен по схеме авхогенера1 о,торного преобразователя, а катушкаиндуктивности включена в цепь колаба 1тельного контура генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертйзе1. Авторское свидетельство СССРУ 580957, кл, В 23 К 9/10, 28.07,.75,2. Авторское свидетельство СССРУ 585001, кл, В 23 К 9/10, 04.02,76,