Устройство для измерения ширины трещины в стальной ленте

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 620,179. .14 (088,8) Опубликовано 07,03.83, Бюллетень9 Дата опубликования описания 07.03.83,дф делам кэабретевкй и вткамтий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ТРЕШИНЫ В СТАЛЬНОЙ ЛЕНТЕ 1Изобретение относится к контролю магнитных материалов и может быть ис пользовано в контрольно - измерительной технике для неразрушаюшего контроля стальных лент, полос, рельс и т. д.,Поосновномуавт, св.896528 известно устройство для измерения ширины трещины в стальной ленте, содержашее постоянный магнит, индукционный преобразователь, последовательно соединенные усилитель, формирователь, две дифферен - циальные цепочки, триггер, ключ и цифровой интегрирующий вольтметр, второй вход которого подключен к индукционному преобразователю Г 1 3 Однако устройство имеет недостаточную точность измерения ввиду малой .помехозашишенности. Кроме того, устройство выдает ложную информацию о ширине трещины при любой импульсной подмахе.Целью изобретения является повышение точности измерения,Указанная цель достигается тем,что устройство снабжено подключеннымик усилителю последовательно соединенными вторым формирователем, элементомзадержки, схемой совпадения, вторымключем и блоком цифрового отсчета,второй вход схемы совпадения подключен к первому формирователю, авторойвход второго ключа - к выходу вольтметра,1 ОНа фиг. 1 приведена схема устройства; на фнг, 2 - временные диаграммысигналов блоков устройства.Устройство содержит постоянный маг 15 нит 1, индукционный преобразователь 2с измерительной катушкой, усилитель3, первый формирователь 4, дифференцирующие цепи 5 и 6, триггер 7, ключ8, цифровой интегрирующий вольтметр209, второй формирователь 10, элемент11 задержки, схема 12 совпадения,ключ 13 и блок 14 цифрового отсчета,причем выход катушки индукционногопреобразователя 2 соединен со Входомпарафазного усилителя 3, прямой выходкоторого соединен со входом первогоФормирователя 4, двух дяффренцируюших цепей 5 и 6, вькоды которых под- зключены к установочному и сбросовомувходам триггера 7, выход которого соединен через ключ 8 с управляющим входом цифрового интегрирующего вольтметра 9, измерительный вход которого подз. 10ключен к выходу индукционного преобразоветеля 2, а инВерсный выход парафазного усилителя 3 соединен со входомвторого формирователя 10, выход которо"го через элемент 11 задержки соединен 15с оаним из вхопов схемы 12 совпадения,второй вход которой соединен с выходомпервого формирователя 4, выход схемы12 совпадения соединен с ключом 13,разрешающим запись информации из циф- щрового интегрирующего вольтметра 9 вблок 14 цифрового отсчета,Устройство работает следующим образом.Значение ЭДС индуцируемой в изме- урительной катушке индукционного преоборазователя магнитным полем рассеивания дефекта (трещины) определится соотношением.,О- с й - (Ь+(2е=д У УХ 2.(. (2)Х 2+с) 2где д - ширина трещины,К - коэффициент пропорционально 3сти по току;Ч - скорость перемещения дефектаотносительно индукционногопреобразователя;40р. - абсолютная магнитная проницаемость среды;. с щ с. - ширина и высота измерительной катушки;Ь - значение зазора между объектом контроля и индукционнымпреобразователем;Х=Ч - текущая координата местоположения дефекта.График зависимости 8 представлен, .на Фиг. 2 а. Анализ выражения (1) по- ф казывает, что максимальное значение ЭДС для определенного значения 1 является функцией двух переменных: скорости перемещения дефекта м и ширина трещины.- д.35Таким, образом, для определения ширины трещины д"необходимо знать значение ЭДС, которую можно измерить импульсным вольтметром, и скорость движения контролируемого обьекта.В основу предлагаемо 1 о устройства положен принцип постоянства вольч се- . кундной плошади индуцируемой ЭДС, обусловленой дефектом. Значение вольт- секундной плошади одной полуволны индуцируемой ЭДС пропорционально только пщрине трещины с Наличие знакопеременного сигнала(фиг, 2 а ) индукцируемого в измерительной катушке индукционного преобразователя позволяет создать ус "пойство дляизмерения ширины трещины в магнитномматериале с высокой помехозащищенностью,При появлении трещины в зоне преобразователя 2 в его измер",тельной катушке появляется сиьал (Фиг, 2 а). Онусиливается усили-с.ем 3 и формирователем 10 преобразуется в счгнал прямоугольной отрицательной п уволны сигнала (Фиг. 2 в), По фронтам изме -рения сигналов (фиг. 2 ъ ) Формирователя 4 срабатывают дифференцирующие цепи 5 и 6, П о отрицательному дифференцируюшему импульсу с выхода дифференцируюшей цепи 5 взводится триггер 7, а по положительному импульсу с выхода дифференцируюшей цепи триггер 7 сбрасывает в нулевое состояние, т.е. на выходе триггера 7 естьинтервал времени, равный длительностиотрицательной полуволны импульса трещины, В течение этого интервала времени ключ 8 цифрового интегрирующеговольтметра 9 заперт и вольтметр за этовремя интегрирует отрицательную полуволну импульса дефекта, подаваемую наего вход с выхода индукционного датчика. На выходе цифрового интегрирующего вольтметра 9 есть цифровой эквивалент вольт-секундной плошади отрица -тельной полуволны импульса трещины,пропорциональной значению ее ширины,Сигнал с формирователя 10 инвертируется (фиг, 2 д) и задерживается элементом 11 задержки (фиг, 2 е ), Далее насхему 12 совпадения поступают два сигнала (фиг. 2 В ) и (2 е ) если они совпадают, то ключ 13 разрешает записьинформации с цифрового интегрирующеговольтметра 9 в блок 14 цифрового отсчета (фиг, 2,). Таким образом, еслина предлагаемое устройство попадаетсигнал двухполярный с индукционногопреобразователя, то по одной полуволне,этого сигнала происходит измерение ши5 1002947 6рины трещины, а ло второйполуволне сиг- М 896528 о т л и ч а ю щ е е с я ада происходит разрешение записи ин- тем, что, с цепью повышения точности формации о ширине трещины в блок цифра- измерения, оно снабжено пЬфиюченными вого отсчета. к усилителю последоватепьно соединен-Применение устройства позволяет оп-ными вторым формирователем, элемен-. ределить размеры дефектов при высоком том задержки, схемой совпадения, втоуровне помех, что имеет большое тех- рым ключом и блоком цифрового отсченическое значение при активном контро- та. второй вход схемы совпадения подле в машиностроении, а также повысить ключен к первому формировнтегйо, а втокачество иадепий выпускаемых из маг О рой вход второго ключа - к выкодУ вопьтнитных материалов. метра, формула .изобретенияУстройство для измерения ширины трещины в стальной ленте по авт, св. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 89 ф 528, кл.01 й, 27/90, 1980,.Бутяг Корре 130 Редактор Н. Заказ 1538 Составитель И.:КеБобкова Техред М. Кощтур Подписное арственнЬго комитета СССР обретений и открытий ша, Ж, Раушска;наб д, 4