Устройство для определения координат металлических протяженных изделий

(51)5 0 01 В 7 ЕТЕНИЯ К основ ройств след позволяют о троп роводящ сируют его н Известн качестве протоым недостатка ет отнести то, пределить коорд его изделия, а аличие,устройство, вь типа, содержащее в устни не элек- фикм этчтоинат ольк бранное в сокочастотГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07.02,93. Бюл. М 571) Московский институт приборостроения (72) С.Ф.Лазарев56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, Спрасочник в 2-х кб./Под ред. проф. В,В,Клюева. М,: Машиностроенйе, 1986, т, 2, с, 83.Авторское свидетельство СССР М 506754, кл, С 01 В 7/30, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к нераэрушающеМу контролю и обнаружению электропроводящих изделий и может быть использовано в приборостроительной и машиностроительной промышленностях, а также и в других отраслях народного хозяйства, где необходимо определить коордйнаты линейных проводящих иэделий, а также проводников,по которым протекает переменный ток. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности определения координат, Устройство снабжено модулятором, интегратором и управляемым фазосдвигающим блоком с дополнительИзобретение относится к неразрушающему контролю и обнаружению электропроводящих изделий и может быть использовано в приборостроительной и машиностроительной промышленностях, где необходимо определять координаты металлических протяженных изделий, а также проводников, по которым протекает перемен 1 ый ток,Извеетны устройства для обнаружения электропроводящих изделий, основанные на методе вихревых токов, е которых измеритель,5 Ц 1793202 ным индикатором, а возбуждающая катушка выполнена неподвижной в виде протяженных рамок с одинаковой длиной протя кенных и разной длиной коротких сторон, расположенных так, что одни длинные стороны рамок плотно прилегают друг к другу, а другие равномерно распределены в пространстве в од ной плоскости, при этом плотно прилегающие стороны рамок экранированы, Ось вращения йзмеригельной катушки расположена параллельно протяженным сторонам рамок. Высокочастотный генератор подключен к возбуждающей катушке через модулятор, к модулирующему вхсду которого подключен выход фазосдвигающего блока с дополнительным индикатором, вход которого под- .ф ключен к выходу преобразователя угла вращения в электрический сигнал, а интег- Щ ратор включен между амплитудным детектором и индикатором; Устройство позволяет значительно повь 1 сить точность Я определения координат металлических протяженных изделий за счет создания специальной топологии возбуждающего ф эгектромагнитного поля и использования вихретокового преобразователя в качестве ) множительного устройства при реализации ( ) анализатора спектра, 2 ил. ЬЭО нь 1 й элемент вихретокового преобразователя выполнен в виде круглой или квадратнойрамки, 1793202ный генератор, вихретоковый преобразователь с возбуждающей и измерительными катушками, преобразователь угла вращения в электрический сигнал, кинематически связанный с электроприводом, и подключенные к измерительной катушке последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор и индикатор,Однако это устройство не позволяет определить координаты расположения металлических протяженных изделий, поскольку осуществляется только" измерение составляющих, которые ортогональны по отношению к возбуждающей катушке.Целью изобретения является повышение разрешающей способностй и точности определения координат.Для этого устройство для определения координат металлических протяженных изделий, содержащее высокочастотный генератор, вихретоковый преобразователь с возбуждающей и измерительной катушками, преобразователь угла вращения в электрический сигнал,кинематически связанный с электроприводом, и подключенный к измерительной катушке, последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор и индикатор, снабжено модулятором, включеннйм между высокочастотным генератором и возбуждающей катушкой, интегратором, включенным между амплитудным детектором и индикатором, управляемым фазосдвигающим блоком и подключенным к его выходу дополнительным индикатором, возбуждающая катушка выполнена в виде расположенных в одной плоскости вытянутых прямоугольных рамок с одинаковой длиной больших сторон и разной длиной коротких, все рамки сопряжены одной длинной стороной, а вторые длинные сторо- йы рамок распределены в плоскости катушки с равным шагом, сопряженные стороны рамок экранированы, измерительная катушка установлена с возможностью вращения посредствам привода вокругоси. параллельной длинным сторонам рамок, вход фазосдвигающего блока подключен к выходу преобразователя угла вращения в электрический сигнал, а его выход соединен с управляющимвходом модулятора,Проведенные патентные и литературные исследования показали, что аналогов предложенным существенным отличительным признакам нет.На фиг.1 представлена конструкция вихретокового преобразователя; на фиг.2 - блок-схема устройства,Вихретоковый преобразователь (фиг,1) содержит возбуждающую катушку 1, выполненную в виде неподвижных протяженныхрамок с одинаковой длиной протяженных иразной длиной коротких сторон, расположенных так, что одни длинные стороны ра 5 мок плотно прилегают друг к другу, а другиеравномерно распределены в пространствев одной плоскости, При этом плотно прилегающие стороны рамок экранированы электропроводящим экраном 2,10 Измерительная катушка 3 установленас возможностью вращения и кинематическисвязана с электроприводом и преобразователем угла вращения в электрический сигнал, который на фиг,1 условно не показан.15 Ось вращения измерительной катушки ориентирована параллельно оси протяженногометаллического изделия 4. Контролируемоепротяженное металлическое изделие 4представлено в виде линейного проводни 20 ка.Блок-схема устройства для определения координат металлических протяженныхизделий (фиг,2) содержит высокочастотныйгенератор 5, модулятор 6, управляемый фа 25 зосдвигающий блок 7 с дополнительным индикатором 13, преобразователь 8 углавращения в электрический сигнал, кинематически связанный с электроприводом 9 длявращения измерительной катушки 3 вихре 30 токового преобразователя, усилитель 10,амплитудный детектор 11, интегратор 12 ииндикатор 14Устройство работает следующим образом,35 Высокочастотный ток 1=1 п з 1 п йк с генератора 5, промодулированный по амплитудев модуляторе 6 синусоидальной функцией,поступающей от преобразователя угла вращения 8, имеет вид40 1(т) = 1 П,1 - а 31 п( Ъ+ у) з 1 п йл,где а - коэффициент модуляции.Этот сигнал, фаза р которого регулируется управляемым фэзосдвигающим блоком7, поступает на возбуждающую катушку 1. Врезультате в зоне контроля создается квазиоднородное электромагнитное поле, возбуждагощее в протяженном металлическомизделии 4, представленном в виде провод- .ника, амплитудно-модулирован ный пере 50 менный ток, амплитуда низкочастотнойсоставляющей которого изменяется по синусоидальному закону. С измерительной катушки 3, приводимой во вращениеэлектроприводом 9, сигнал будет представлять собой сложную периодическую функцию, промодулированную по амплитудесинусоидальным низкочастотным током.После прохождения через усилитель 3 иамплитудный детектор 11 сигнал О(т) = 1 пф+ Т) з 1 п( И + р) ) интегрируется в интеграторе 12. Напряжение на выходе интегратора будет соответствовать амплитуде первой гармоникиглА- - " Х ф+т) зп(Й+ рй.Изменяя фазу ф в управляемом фазосдвигающем блоке 7 до тех пор, пока амплитуда первой гармоники не будет максимальна, фиксируют значение фазы на дополнительном индикаторе 11. Оно соответствует направлению вектора, проходящего через ось вращения измерительной катушки и ось контролируемого протяженного изделий (фиг.1), Значение, обратно и роФормула изобретения Устройство для определения координат металлических протяженных изделий, содержащее высокочастотный генератор, вихретоковый преобразователь с возбуждающей и измерительной катушками, преобразователь угла вращения в электрический сигнал, кинематически связанный с электроприводом, и подключенные к измерительной катушке последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор и индикатор, отл и ча ю щ ее с я тем, что,с целью повышения разрешающей способности и точности определения координат, оно снабжено модулятором, включенным между высокочастотным генератором и возбуждающей катушкой, интегратором, включенным между амплитудным детектором и индикапорциональное амплитуде первой гармоники, которое соответствует расстоянию до металлического изделия, индуцируется на индикаторе 14.5 Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными заключается в том, что оно позволяет значительно повысить точность определения координат. металлических протяженных изделий за 10 счет создания специальной топологии возбуждающего электромагнитного поля и использования вихретокового преобразователя в качестве множительного устройства при реализации анализатора 15 спектра. тором, управляемым фазосдвигающим блоком и подключенным к его выходу дополнительным индикатором, возбуждающая катушка выполнена в виде расположенных в одной плоскости вытянутых прямоугольных рамок с одинаковой длиной больших сторон и разной длиной коротких, все рамки сопряжены одной длинной стороной, а вторые длинные стороны рамок распределены в плоскости катушки с равным шагом; сопряженные стороны рамок экранированы; измерительная катушка установлена с возможностью вращения посредством привода вокруг оси, параллельной длинным сторонам рамок, вход фазосдвигающего блока подключен к выходу преобразователя угла вращения в электрический сигнал, а его выход соединен с управляющим входом модулятора.1793202 ставитель С.Лазаревхред М.Моргентал Корректор Н.Слободя Редактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 493 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖобретеРауаска Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССнаб., 4/5