Устройство для контроля размеров металлических изделий

(5)5 0 01 В 7/О СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о СССР1980.ТРОЛЯ РАЗМЕДЕЛИЙ вой упа(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам, использующим магнитные свойства контролируемых изделий, и может быть использовано в автоматических линиях по упаковке такого рода изделий в качестве безконтактного датчика количества изделий в групповой упаковке.В качестве датчика количества изделий в групповой упаковке в упаковочных автоматах могут быть использованы весы, например, пружинные или крутильные. Для обеспечения необходимой точности и достоверности измерений весы должны обладать достаточно высокой чувствительностью. Большое время успокоения, присущее чувствительным весам, не позволяет использовать их при серийном производстве в составе автоматических линий по упаковке изделий, Кроме того, случайные изменения веса упаковки не позволяют добиться с помощью весов достаточно высокой точности и достоверности(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам, использующим магнитные свойства контролируемых изделий, и может быть использовано в автоматических линиях по упаковке изделий. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Датчики выполнены в виде полой катушки индуктивности. а блок обработки в своем составе содержит два генератора, смеситель, фильтр, частотный дискриминатор, детектор, два компаратора, два индикатора и два источника напряжений. 2 ил. контроля качества изделий в группоС: ковке.Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройство для автоматической сортировки цилиндри-ф ческих изделий, состоящее из трубопровода4 с внутренним диаметром, в котором поме- (ф щается контролируемое цилиндрическое СО изделие, вихретоковых преобразователей, расположенных на внешней стороне трубопровода и включенных в контур автогенерато ров, В зависимости от величины ф зазоров между внутренним диаметром трубопровода и диаметром контролируемого изделия изменяется сигнал с вихретоковыха преобразователей, что приводит к изменению частоты автогенератора. Обработка полученных сигналов позволяет определить допуск на диаметр контролируемого изделия. Однако данное устройство не позволяет проводить контроль количества металлических изделий в групповой упаковке, так как осуществляет контроль геомет 178842810 рии контролируемого изделия, выполненного монолитным, Кроме того, использование одной частоты при практической реализации устройства для автоматической сортировки цилиндрических изделий снижает его разрешающую способность и помехозащищенность, что не позволяет получить высокой точности и достоверности результатов контроля.Целью изобретения является повышение точности и достоверности контроля.Это достигается тем, что устройство для контроля размеров металлических изделий, содержащее индуктивный первичный преобразователь и блок обработки, содержащий два частотных генератора, в цепь одного из которых включен индуктивный преобразователь, источник напряжения,соединенный с его выходом, блок сравнения и индикатор, подключенный к выходу блока сравнения, оно снабжено последовательно соединенными смесителем, фильтром, частотным дискриминатором, детектором, вторым блоком сравнения, и вторым индикатором, вторым источником напряжения, соединенным с вторым входом второго блока сравнения, выход каждого частотного генератора соединен с соответствующим входом смесителя, выход детектора соединен со входом второго компаратора, Индуктивный преобразователь выполнен в виде полого каркаса, на поверхности которого размещена катушка индуктивности, а во внутренней полости установлен упор - фиксатор в плоскости, перпендикулярной продольной оси каркаса на границе намотки катушки,Принцип действия изобретения основан на зависимости магнитной проницаемости объема, в котором размещается групповая упаковка изделий, от числа изделий в этой упаковке,На фиг, 1 изобракена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция катушки индуктивности.Устройство состоит из блока обработки 1 и электрически связанного с ним датчика, выполненного в виде полой катушки индуктивности 2, Блок обработки 1 в своем составе содержит два генератора 3, 4, смеситель 5, фильтр 6, частотный дискриминатор 7, детектор 8, два компаратора 9, 10, два индикатора 11, 12 и два источника напряжения 13,14,Выход каждого генератора 3 и 4 электрически связан с соответствующим входом смесителя 5, выход которого в свою очередь подключен через последовательно соединенные фильтр 6 и частотный дискриминатор 7 ко входу детектора 8. Выход детектора 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 электрически связан с первым входом компаратором 9 и первым входом компаратора 10. Второй вход компаратора 9 подключен к выходу источника напряжения 13,а второй вход компаратора 10 - к выходу источника напряжения 14. Выходы компараторов 9 и 10 соединены с индикаторами 11 и 12 соответственно, При этом катушки индуктивности 2 является частотнозадающим элементом генератора 4 Катушка индуктивности (фиг,2) состоит из обмотки 15, каркаса 16, упора - фиксатора 17 и представляет собой полую катушку индуктивности, сечение внутренней полости которой имеет форму, соответствующую сечению упаковки, а длина обмотки 1 Оь, превышает длину упаковки 1 у.Для повышения точности и достоверности результатов контроля упаковку необходимо фиксировать во внутренней полости датчика. С этой целью с одной стороны внутренней полости по середине установлен упор - фиксатор, который ориентирован в плоскости, перпендикулярной плоскости изделия, а расположение упаковки строго в области обмотки определяет положение упора-фиксатора на границе обмотки. На фиг. 2 упаковка показана условно пунктирной линией; размеры сечения (Ь - ширина, Я - высота) указаны с допусками относительно номинальных размеров, в качестве которых приняты максимальные размеры сечения упаковки.Изобретение работает следующим образом.Контролируемая групповая упаковка помещается внутри полой катушки индуктивности 2, При этом в зависимости от материала, из которого изготовлены изделия, пакет изделий выполняет роль ферромагнитного или парамагнитного сердечника, Поскольку индуктивность катушки 2 определяется магнитной проницаемостью ее сердечника, а катушка 2 является частотозадающим элементом генератора 4, частота сигнала на выходе генератора 4 Ег функционально связана с количеством изделий в групповой упаковке, Переменный сигнал частотой Рг с выхода генератора 4 поступает на один из входов смесителя 5, на другой вход которого приходит сигнал с частотой Р 1 с выхода генератора 3. В результате преобразования сигналов смесителем 5 на его выходе формируется переменные сигналы с частотами генераторов и комбинациями этих частот и их гармоник, которые поступают на вход фильтра 6. Фильтр 6 обладает амплитудно-частотной характеристикой, обеспечивающей прохождение на его выход только сигнала разностной частоты Ь Е = Ег-Е. Сигнал разностной частоты Л Е поступает на вход частотного дискриминатора 7, который формирует переменный сигнал частотой Л Е с амплитудой, зависящей от значения частоты ЛЕ. Этот сигнал поступает на вход детектора 8, обеспечивающего преобразование переменного электрического сигнала в постоянный, величина которого пропорциональна амплитуде входного сигнала. Таким образом, величина постоянного сигнала на выходе детектора 8 функционально связана с количеством изделий в групповой упаковке, Постоянный сигнал поступает на первые входы компараторов 9 и 10, Вторые входы компараторов 9 и 10 подключены к источникам напряжения 13 и 14 соответственно, При этом уровень напряжения источника 13 превышает уровень сигнала на выходе детектора 8 при номинальном количестве изделий в упаковке, а уровень напряжения на выходе источника 14 меньше сигнала на выходе детектора 8 при номинальном количестве изделий в упаковке,При номинальном количестве изделий в упаковке уровень напряжения на первом входе компаратора 9 меньше уровня напряжения на второй его входе. При этом на выходе компаратора 9 присутствует сигнал нулевого потенциала и индикатор 11 не светится. Уровень напряжения на первом входе компаратора 10 больше уровня напрякения на втором его входе, При этом на выходе компаратора 10 присутствует сигнал нулевого потенциала, при котором индикатор 12 не светитсяПри количестве изделий в упаковке меньше номинального уровень напрякения на первом входе компаратора 9 меньше уровня напряжения на втором его входе, При этом на выходе компаратора 9 присутствует сигнал нулевого потенциала и индикатор 11 не светится, Уровень напряжения на первом входе компаратора 10 меньше уровня напряжения на втором его входе. При этом на выходе компаратора 10 формируется сигнал положительной полярности, при котором светится индикатор 12.При количестве изделий в упаковке, превышающем номинальное, уровень напряжения на первом входе компаратора 9 больше уровня напряжения на втором его входе. При этом на выходе компаратора 9 формируется сигнал положительной полярности, ппи котором светится индикатор 11. Уровень напряжения на первом входе компаратора 10 больше уровня напряжения на втором его входе. При этом на выходе компаратора 10 присутствует сигнал нулевого5 10 15 20 25 3035 40 45 50 55 уровня, при котором индикатор 12 не светится,Таким образом, при номинальном количестве изделий в групповой упаковке индикаторы 11 и 12 не светятся. При количествеизделий меньше номинального включаетсяиндикатор 12, а при превышении номинального количества включается индикатор 10.Упаковка, выполненная из электроизоляционных материалов, таких как бумага,картон, пластин и т.пне оказывает влиянияна работу изобретения, поскольку не влияют на магнитную проницаемость объемавнутри катушки индуктивности 2. Изобретение позволяет контролировать количествоизделий в упаковке, выполненных как измагнитных, так и из немагнитных металлов.Наиболее эффективно применение изобретения при контроле количества изделий изферромагнитных материалов,Использование в составе изобретениягенератора опорной частоты 3, смесителя 5и фильтра 6 позволяет повысить относительные изменения амплитуды сигнала на выходе детектора 8, тем самым увеличитьразрешающую способность изобретения иповысить его помехозащищенность, т.е, повысить достоверность результатов измерения,Изобретение выполняется следующимобразом,Генераторы 3,4 и смеситель 5 могутбыть реализованы на базе цифровых микросхем, например серии К 564, В качествефильтра 6 может быть использована интегрирующая ЙС-цепь, В роли частотного дискриминатора 7 может выступэтьрезонансный усилитель или низкочастотный фильтр. В качестве детектора 8 можетбыть применен полупроводниковый диод иконденсатор. Компараторы 9 и 10 могутбыть выполнены на основе микросхем521 САЗ, Индикаторами 11, 12 могут служитьсветодиоды или лампы накаливания.Формула изобретенияУстройство для контроля размеров металлических изделий, содержащее индуктивный первичный преобразователь и блокобработки, два частотных генератора, вцепь одного из которых включен индуктивный преобразователь, первый источник напряжения, соединенный с его выходомпервый блок сравнения и подключенный квыходу блока сравнения первый индикатор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и достоверности конт.роля, оно снабжено последовательно соеди.ненными смесителем, фильтром, частотныдискриминатором, детектором, вторым блоком сравнения и вторым индикатором, вто1788428 Соста вител ь А. Ел ан цеТехред М.Моргентал орректор А.Козор едактор аказ 69 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 рым источником напряжения, соединенным с вторым входом второго блока сравнения, выход каждого частотного генератора соединен с соответствующим входом смесителя, выход детектора соединен с входом второг блока сравнения, индуктивный преобразователь выполнен в виде полого каркаса, на поверхности которого размещена катушка индуктивности, а во внутренней полости установлен упор-фиксатор в плоско сти, перпендикулярной продольной осикаркаса на границе намотки катушки,