Устройство для электромагнитного контроля геометрических параметров объектов сложной конструкции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17708 01 й 27 90 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН щимися выборочщих конОдин из нтроля, а кции объаметров, эния часстратор 8 струкции эет соотльсо 6 00(с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4810188/28 (22) 04,04.90 (46) 23.10.92. Бюл, Гч. 39 (71) Самарский авиационный институт им. акад, С.П.Королева (72) В.Д,Фалкин, М.Г,Толстоногова и А.А,Толстоногов (56) Болтянский А.А., Толстоногова М,Г. и Кондоров А,А. Интегрирующие коммутативные преобразователи.-Измерительная техника, 1975, М 7.Толстоногова М.Г. и Фалкин В,Д, Двухмерный преобразователь. Депонированные научные работы, ВИНТИ, М 2, 1984,Авторское свидетельство СССР М 1427283, кл. 6 01 й 27/90, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЬЕКТОВ СЛОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля геометрических параметров элементов сложных конструкций с периодически повторяю структурами. Цель - обеспечение ного экспресс-контроля выступаю структивных элементов объекта. ВТП 2 устанавливают в зоне ко другой - так, что элемент констру екта контроля не изменяет его пар Источник 1 питания, блок 9 управл тотой напряжения питания и реги частоты появления элементов кон объекта в зоне контроля обеспечив ение тэ, Тп - период иТп питающего напряжения, тэ - время и рохождения одного выступающего элемента конструкции объекта в зоне преобразователя, Формирователь 10 импульсов формирует импульс задержки и запирает схему НЕ 12 и на ВТП 2 и 3 не подается напряжение питания, а фазосдвигающий блок 11 сдвигает временной интервал Тз, поступающий с формирователя 10 для контроля первого элемента конструкции на время тз, . ил,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля геометрических параметров элементов сложных конструкций с периодически повторяющимися структурами (например, лопатки турбинных установок и др,).Известен измерительный преобразователь, применяемый для преобразования активных сопротивлений и индуктивностей в напряжение, работающий по принципу использования интегрирующих коммутативных схем.Известен также двухмерный преобразователь для измерения разбаланса активных сопротивлений и индуктивностей, содержащий два датчика индуктивного типа, интегратор, связанный через кольцевой коммутатор, неуправляемый источник прямоугольного питающего напряжения, соединенные с датчиками и счетчиком импульсов, преобразователь выходного напряжения в код, соединенный с интегратором,Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для электромагнитного контроля объектов, содержащее два питаемых от управляемого по частоте источника питания вихретоковых датчика, выходы которых подключены к одной диагонали кольцевого коммутатора, другая диагональ которого соединена с интегратором, выход которого соединен с блоком измерения и с управляющим входом счетчика импульсов, рабочий вход которого подсоединен к выходу управляемого по частоте источника питания, обеспечивающего прямоугольное напряжение различной частоты, Управление источником питания осуществляется блоком управления частотой напряжения источника питания, вход которого соединен с регистратором частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля.Однако в описываемом устройстве производится контроль параметров только одного выступающего элемента, периодически появляющегося в зоне контроля.Целью изобретения является обеспечение выборочного экспресс-контроля выступающих конструктивных элементов объекта.Указанная цель достигается тем, что устройство для электромагнитного контроля геометрических параметров объектов сложной конструкции, содержащее два идентичных вихретоковых преобразователя,интегратор, соединенные с его выходом блок измерения и счетчик импульсов, кольцевой коммутатор, к одной диагонали которого подключены оба вихретоковых преобразователя, а к другой диагонали - подключен интегратор, и последовательно соединенные регистратор частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, блок управления частотой напряжений питания и управляемый по частоте источник питания, выходом соединенный со вторым входом счетчика импульсоа, снабжено последовательно соединенными формирователем временного интервала, управляющий вход которого соединен со вторым выходом управляющего по частоте источника питания, а информационный вход соединен с вторым выходом регистратора частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, фазосдвигающим блоком и логическим элементом НЕ, выход которого соединен с входами вихретоковых датчиков, а второй вход - соединен с третьим выходом управляемого по частоте источника питания,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для электромагнитного контроля геометрических параметров объектов сложной конструкции; на фиг. 2 показаны временные диаграммы пэоцесса контроля.Устройство для электромагнитного контроля геометрических параметров объектов сложной конструкции (фиг,1) содержит управляемый по частоте источник 1 питания, два идентичных вихретоковых преобразователя 2 и 3, кольцевой коммутатор 4, к двум точкам одной диагонали которого подключены соответственно выходы вихретоковых преобразователей 2 и 3, а к другой диагонали подключен интегратор 5, счетчик б импульсов и блок 7 измерения (например, цифровой вольтметр), подключенные к выходу интегратора 5, последовател ьно соединенные регистратор 8 частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, блок 9 управления частотой напряжения питания, выход которого подключен к управляющему входу источника 1 питания, а также формирователь 10 временного интервала, информационные входы которого подключены к источнику 1 питания л к регистратору 8 частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, фазосдвигающий блок 11, вход которого соединен с формирователем 10 временного интервала, и логический, элемент 12 НЕ, управляющий вход которого соединен с источником 1 питания, управляющии вход с фазосдвигающим блоком 11, а выход подключен к вихретоковым преобразователям 2 и 3,Устройство работает следующим образом,Один из вихретоковых преобразователей, например 2, устанавливается в зоне появления выступающего элемента конструкции объекта, т.е. в зоне контроля, При прохождении элемента в зоне 2 параметры этого преобразователя изменяются и принимают значения по активному сопротивлению г 2 = ГО + Л Г, д по индуктивности2 =О+ Ь 1, где го - активное сопротивление катушек преобразователя, Л г - вносимый разбаланс сопротивлений; 1 о - индуктивность катушек преобразователей, Л - вносимый разбаланс индуктивности. Другой вихретоковый преобразователь 3 устанавливается в той же температурной и вибрационной зоне так, что элемент конструкции объекта контроля не изменяет его параметров, т,е, гз = го и 1 з =о, Интегратор 5 содержит две интегрирующие емкости,Запускающий импульс подается с блока 9 управления частотой напряжения питания, который представляет собой преобразователь напряжения в частоту. Напряжение на блок 9 подается с регистратора 8 частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, который для вращающихся объектов построен на базе тахогенератора. Совместная работа источника 1 питания, блока 9 управления частотой напряжения питания и регистратора 8 частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля обеспечивает следующее соотношение отрезков времени;Тпсэ2 где Тп - период импульсов питающего напряжения;Ь - время прохождения одного выступающего элемента конструкции объекта в зоне преобразователя, Время появления выступающих элементов конструкции в зоне преобразователя показано на фиг.2 а. где Тз - период прохождения одного и того же элемента в зоне преобразователя. М - число этих элементов по окружности, Временная диаграмма питающего напряжения показана на фиг, 2 б, Формирователь временного интервала 10 формирует импульс длительТзностью Тз = Тэ - , который показан наМфиг, 2 в, При подаче этого импульса на управляющий вход логической схемы НЕ 12 схема НЕ запирается. и на вихретоковые преобразователи 2 и 3 не подается напряжение питания. Фазосдвигающий блок 11. управляемый оператором или автоматически, сдвигает временной интервал Тз, поступающий с формирователя 10, для контроляпервого элемента конструкции на время тз5 Тэтак, чтобы тзтз,. (фиг,2 в),2В этом случае на вихретоковые преобразователи 2 и 3 в течение времени Ь,подается питание (фиг.2 д) и в измеритель 10 ной схеме устройства ,блоки 2, 3, 4, 5, б, 7)формируются выходные параметры указанным ниже способом, Через время Тэ процесс повторяется и формированиевыходных параметров продолжается до до 15 стижения ими установившихся значений.Для контроля параметров второго элемента конструкции фазосдвигающий блок11 обеспечивает сдвиг временного интерваТэла на время тз,= тз, + (фиг,2-г), В этомслучае происходят аналогичные процессы,но в этот промежуток времени, когда в зонеконтроля находится второй выступающийэлемент конструкции (фиг,2-е). Для любого25 1-го элемента конструкции необходимообеспечить сдвиг временного интервала Тзна время,Тзтз= тз + (1 - 1)30Формирование выходных параметровпроисходит следующим образом, Ток 11,протекающий по цепи вихретокового преоб 35 разователя 2 и определяемый индуктивностью 12 = о+ Ли сопротивлением г 2 = го+ Л г за время положительного импульсапитающего напряжения по цепи через копьцевой коммутатор 4 заряжает перву о и раз 40 ряжает вторую накопительные емкостиинтегратора 5, а ток 12 через обмотку вихретокового преобразователя 3, определяемыйиндуктивностью Ь и сопротивлением го,разряжает первую и заряжает втор ю емко 45 сти интегратора 5,При отрицательных импульса питающего напряжения происходит обратныйпроцесс, Режим заряда первой накопительной емкости интегратора 5 обусловлен тока50 ми 1 ъ 2. а также напряжением 1.1-, где ивномер импульса). сформировавшимся наэтой емкости к началу рассматриваемого периода, а заряд второй емкости интегратора5 обусловлен соответственно токами 12 и 1 ъ55 а также напряжением Ос- . сформировавшимся на этой емкости к началу раматриваемого перисда, Импульсы питающегонапряжения. соответствующие отсутствиювыступающего элемента конструкции объ1770886 Ю,г. Составитель В.фалкинТехред М.Моргентал Корректор М.Петрова едактор Г,Б ьска каз 3739 ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 екта е зоне вихретокового преобразователя 2 не вносят разбаланса параметров, т, к при этом г 2 = Гз = ГО, 12 = 1 3 = 1 О токи 11 и 12 одинаковы, они не изменяют напряжение на накопительных емкостях интегратора 5, Переходный режим длится до того момента, когда интегральные значения токов заряда и разряда накопительных емкостей интегратора 5 станут равными, Па истечении переходного периода на выходе интегратора 4 устанавливается напряжение О = О + Огде О - установившееся напряжение на первой накопительной емкости, а О - установившееся напряжение на второй накопительной емкости интегратора 5,Формула изобретения Устройство для электромагнитного контроля геометрических параметров объектов сложной конструкции, содержащее два идентичных вихретоковых преобразователя, интегратор, соединенные с его выходом блок измерения и счетчик импульсов, кольцевой коммутатор, к одной диагонали которого подключены оба вихретоковых преобразователя, а к другой диагонали - подключен интегратор, и последовательно соединенные регистратор частоты появления элемента конструкции объекта в зоне 5 контроля, блок управления частотой напряжения питания и управляемый по частоте источник питания, выходом соединенный с вторым входом счетчика импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения 10 выборочного экспресс-контроля выступающих конструктивных элементов обьекта, оно снабжено последовательно соединенными формирователем временного интервала, управляющий вход которого соединен 15 с вторым выходом управляемого по частотеисточника питания, а информационный вход соединен с вторым выходом регистратора частоты появления элемента конструкции объекта в зоне контроля, 20 фазосдвигающим блоком и логическим элементом НЕ, выход которого соединен с входами вихретоковых датчиков, а второй вход соединен с третьим выходом управляемого по частоте источника питания,