Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетскнх Сфцналнстнчесннх Республик(я)м. к . 0 01 Н 27/86 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамениавиационный институт им; академика С.П.Королева(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТР 06 НЕФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при измерении геометрических параметров проводящих неферромагнитных изделий.Известно устройство для бесконтактного контроля геометрических параметров изделий, содержащее генератор, накладной датчик, состоящий из возбуждающей катушки и двух приемных катушек разного диаметра с компенсационными трансформаторами и двух измерительных каналов, включающих в себя избирательные усилия, амплитудные 15 или фаэочувствительные детекторы, а также решающее устройство с указателями кривизны и толщины покрыТия 1) .Известное устройство не обладает достаточной точностью измерения. 20Ближайшим по технической сущности к изобретению является измеритель геометрических параметров неферромаг-. нитных изделий, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной катушек, и дополни тельной измерительной катушки, под-. ключенные к измерительным катушкам, идентичныеосновной и дополнительный фаэоизмерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масштабного преобразователя, а также вычитатель и индикатор толщины изделия 2 .Дополнительная катушка выполнена таким образом, что витки основной и дополнительнойкатушек расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это обеспечивает выходной сигнал с дополнительной катушки, зависящий только от расстояния до края и не зависящий от толщины изделия. Вычитанием одного сигнала из другого обеспечивается снижение зависимости результирующего сигнала от мешающего параметра, Однако в результате различного выполнения основной и дополнительной измерительной катушек законы иэмЕнения их выходных сигналов от расстояния до края изделия неидентичны. В результате точность коррекции погрешности измерения толщины уменьшается с увеличением диапазона изменения мешающего параметра.Целью изобретения- являетсяповышение точности измерения.Паставлейная цель достигается тем, что измеритель снабжен "подкюпбчеМным к дополнительной катушке амплитудно-измерительным каналом, состоящим из последовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобразователя, сумматором и соединенным с его выходом индикатором расстояния до края контролируемого изделия; входы сумматора подключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фазоиэмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а его выход - к входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом масштабного преобразователя основного фазоизмерительного канала, а выход - с индикатором толщины изделия.Кроме того, с целью уменьшения габаритов преобразователя, дополнительная катушка выполнена в форме вось- .мерки и расположена в плоскости,параллельной плоскости основной измерительной катушки.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя геометрических параметров неферромагнитных изделий; на фиг. 2 - зависимости выходных напряжений предлагаемого измен Г рителя от обобщенного параметра "ргде- расстояние до края контролируемого иэделия, а - средний радиус вихретокового преобра ователя.Измеритель геометрическихпараметров неферромагнитных изделий состоит из генератора 1, накладного вихре- токового преобразователя 2, включающего в себя возбуждающую катушку 3, подключенную к генератору 1 через активное сопротивление 4, основную измерительную катушку 5, компенсаци-. онную катушку 6 и дополнительную измерительную катушку 7; основного Фаэоизмерительного канала, включающего в себя избирательный усилитель 8, Фазометр 9 и масштабный преобразователь 10; дополнительного фазоизмерительного канала, включающего в себя избирательный усилитель 11", фазометр 12 и масштабный преобразователь13, амплитудно-измерительного канала, включающего в себя усилитель 14, амплитудный детектор 15 и масштабный преобразователь 16, сумматор 17, вычитатель 18, индикатор 19 расстояния до края изделия, индикатор 20 толщины изделия.На фиг. 2 показаны зависимости: 21 - изменение фазы сигнала основного канала; 22 - изменение фазы сигнала вспомогательного канала; 23 - изменение амплитуды сигнала вспомогательного канала; 24 - суммарное изменение амплитуды и фазы сигнала вспбмогательного канала; 25 - суммарное изменение фаз сигналов основного и вспомогательного каналов; 26 - суммарное изменение Фазы сигнала основного канала, амплитуды и Фазы сигнала вспомогательных каналов.Измеритель работает следующимобразом,5 С генератора 1 в вихретоковыйпреобразователь 2 на возбуждающуюкатушку упбдаетоя напряжение, которое наводит в изделии вихревые токи.На выходе основной измерительнойкатушки 5 и компенсационной катушки 6, включенных последовательно ивстречно, появляется вносимое напряжение,фаза которого определяется толщиной изделия и расстояни 15 ем до края изделия преобразователя 2.Дополнительная измерительная катушка 7 выполнена в форме восьмерки,поэтому на ее выходе появляетсянапряжение, амплитуда и фаза кото 20 рого определяется только расстоянием до края изделия. Выполнение дополнительной измерительной катушки7 в форме восьмерки позволяет беэувеличения габаритов преобразователя2 получить напрчжение, параметры которого чувствительны только к одномугеометрическому параметру изделия.В основном фазоиэмерительном канале,состоящем Мз последовательно соединенных избирательного усилителя 8,Фазометра 9 и масштабного преобразователя 10, определяется Фаза вносимого напряжения основной измерительной катушки 5. В дополнительныхизмерительных каналах, состоящих изпоследовательно соединенных избирательного усилителя 11, Фазометра 12и масштабного преобразователя 13 итакже из последовательно соединенныхусилителя 14, амплитудного детекто 40 ра 15 и масштабного преобразователя16, определяется соответственно фазаи амплитуда вносимого напряжениядополнительной измерительной катушки 7. Опорное напряжение на фазомет 45 ры 9 и 12 поступает с активного сопротивления 4; включенного последовательно с возбуждающей катушкой 3 игенераторам 1. В сумматоре 17 происходит суммирование выходных напряжений фаэометра 12 и амплитудного детектора 15,линейно преобразованных вмасштабных преобразователях,соответственно, 13 и 16. При этом на. выходесумматора 17 напряжение меняется(фиг. 2, кривая 24), Это напряжениезависит только от расстояния до краяконтролируемого изделия и регистрируется индикатором 19. Изменяя коэфФициент преобразования масштабногопреобразователя 10,добиваются закона40 изменения напряжения основного фазо измерительного канала как показанона фиг, 2. При этом на выходе вычитателя 18 выходное напряжение изменяется по закоНу (кривая 26 фиг,2),у которое регистрируется индикатором 20,Сравнение кривых 26 и 24 показывает, что применение амплитудного вспомогательного канала позволяет уменьшить зависимость показаний индикатора 20 измерителя от влияния краевого эффекта в несколько раз.Это позволяет расширить ассортимент контролируемых изделий сложной формы. Выполнение дополнительной катушки в форме восьмерки позволяет уменьшить габариты преобразователя, что особенно важно при контроле изделий в труднодоступных местах, например в пазах, и на участках, соизмеримых с размерами преобразователя.Формула изобретения1. Измеритель геометрических параметров неферромагнитных изделий, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно возбуждающей катушки и двух, включенных последовательно и встречно основной измерительной и компенсационной катушек, и дополнительной измерительной катушки, подключенные к измерительным катушкам, идентичные основной и дополнительный фазоизмерительные каналы, состоящие из последовательно соединенных избирательного усилителя, фазометра и масштабного преобразователя, а также вычитатель и индикатор толщины изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения, он снабжен подключенным кдополнительной катушке амплитудноизмерительным каналом, состоящим изпоследовательно соединенных усилителя, амплитудного детектора и масштабного преобраэбвателя, сумматороми соединенным с его выходом индикатором расстояния до края контролируемого изделия, входы сумматораподключены к выходам масштабных преобразователей соответственно дополнительного фаэоизмерительного и амплитудно-измерительного каналов, а еговыход - к входу вычитателя, второйвход которого соединен с выходоммасштабного преобразователя основногофаэоизмерительного канала, а выход -с индикатором толщины изделия.20 2. Измеритель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов преобразователя,дополнительная катушка выполненав форме восьмерки и расположена в25 плоскости, параллельной плоскостиосновной измерительной катушки,Источники информации,принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР3 Ц Р 240272, кл, С 01 В 7/06, 1967,.2. Авторское свидетельство СССРР 538283, кл, С 01 В 7/06, 1976аказ 42 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 30 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государствеинпо делам изобрете 035, Москва, Ж, Р Подписноего комитета СССРий,и открытийушская наб., д. 4/5