Способ толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) С 01 Х 27 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ М АВТОРСИО ВИДЕТЕПЬСТ юл, 92 ационны88.8) нститу ство ССС1965.во ССС1978 е свидетел 01 В 7/06, свидетельс 01 В 7/06,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 03 ЯРЫТИЙ(54) СПОСОБ ТОЛЩРИТНЫХ ЛИСТОВЫХУСТРОЙСТВО ДЛЯ Е(57) 1. Способ тгабаритных листолий, заключающийстороны изделияник магнитного и ИНОИЕТРИИ КРУПНОГАБАИ РУЛОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.олщинометрии крупновых и .рулонных издеся в том, что с однойустанавливают источоля, а с противоположной стороны соосно с источником магнитного поля - измерительный индукционный преобразователь, и толщину изделия определяют по величине сигнала измерительного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и оперативности измерений при расширенных функциональных воэможностях контроля иэделий с произвольным сочетанием электро в и магнитопроводящих свойств, источник магнитного поля и измерительный преобразователь Фиксируют на постоянном расстоянии друг от друга, на обмотку измерительного преобразователя дополнительно подают регулируемое по амп-,рС литуде и фазе переменное напряжение с частотой, равной частоте источника магнитного поля, и компенсируют наведенную в преобразователе ЭДС. С1030718 2, Способ по п.1 о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, к катушке измерительного преобразователя параллельно подключают переменную ем- кость, а образуемый контур настраивают на частоту источника магнитногс поля.3. Способ па пп.1 и 2 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что компенсацию сигнала с измерительного преобразователя осуществляют при отсутствии иэделия.4, Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью повышения точности контроля, компенсацию наведенной ЗДС осуществляют при наличии изделия между источником магнитного поля и измерительным преобразователем, а толщину изделия определяют по величине компенсационного напряжения.5. Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, компенсацию сигнала измерительно. Изобретение относится к измерительной технике и может испольэовать. ся для неразрушающего профильного контроля листовых и рулонных иэделий.Известен способ толщинометрии изделий из электропроводящих материалов, заключающийся в том, что на контролируемом участке изделия создают замкнутую гальваническую цепь с помощью контактных щупов и об измеряемой толщине судят по проводимости укаэанной цепи, причем контактные щупы освещают ферромагнитнЫми насадками, а между ними создают постоянное магнитное поле 1.Недостатки этого способа состоят в его непригодности для контроля изделий иэ диэлектриков, магнитных и электропроводящих материалов, покрытых изоляционными, оксидными и металлическими пленками.Известно устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых изделий, содержащее источник тока, контактные щупы, усилитель и индикатор 11,Недостатком известного устройства является низкая точность контроляН аи более бли з ким по технической сущности к изобретению является способ толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, заключающийся в том, что с одной стороны изго преобразователя производят приналичии эталонного образца в промежутке между источником магнитного поля и измерительным преобразователем.6. Устройство для толщинометриикрупногабаритных листовых и рулонныхизделий, содержащее соединенные последовательно генератор переменноготока и катушку возбуждения, распола-гаемые с одной стороны изделия, исоединенные последовательно катушкуизмерительного преобразователя, располагаемую соосно с катушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено переменной емкостью,подключенной параллельно катушке иэ -мерительного преобразователя, и соединенными последовательно аттенюатором, подключенным к генератору переменного тока, и переменной дифференциальной фазовращающей ячейкой, подключенной к катушке измерительногопреобразователя, которая установленана фиксированном расстоянии от катушки возбуждения,делия устанавливают источник магнитного поля, а с противоположной стороны соосно с источником магнитного поля размещают измерительный индукционный преобразователь и толщину иэделия определяют по величине сигналаиамерительного преобразователя2 .Недостатками этого способа являются его громоздкость и неоперативность, связанные с необходимостью применения и взаимоориентации трех индукционных узлов с использовани.- ем измерителя линейных величин при непригодности способа для контроля как ферромагнитных изделий, так и широкого класса объектов, диэлектрические и диамагнитные свойства которыхсущественно отличаются от соответствующих свойств воздуха. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для толщинометрии крупногабаритных и рулонных иэделий, со"держащее соединенные последователь но генератор переменного тока и катушку возбуждения, располагаемые содной стороны изделия, и соединенныепоследовательно катушку измерительного преобразователя, располагаемую 30 по другую сторону"изделия соосно скатушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор 23.Недостатком известного устройства является ограниченность его применения для материалов с различными свойствами. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и оперативности измерений при расширенных функциональных возможностях контроля изделий с произвольным сочетанием электро- и магнитопроводящих свойств, 10 а также повышение точности,и производительности контроля.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, заключающемуся в том, что с одной стороны изделия устанавливают источник магнитного поля, а с противоположной стороны соосно с источником магнитного поля размещают измери тельный индукционный преобразователь, и толщину изделия определяют по величине сигнала измерительного преобразователя, источник магнитного поля и измерительный преобразователь Фиксируют на постоянном расстоянии друг от друга, на обмотку измерительного преобразователя дополнительно подают регулируемое по амплитуде и Фазе переменное напряжение с частотой, равной частоте источника магнитного поля, и компенсируют наведенную в преобразователе ЭДС.Кроме того, к катушке измерительного преобразователя параллельно подключают переменную емкость, а образу- З 5 емый контур настраивают на частоту источника магнитного поля.Причем компенсацию сигнала с измерительного преобразователя осуществляют при отсутствии изделия. 40При этом, с целью повышения точности контроля, компенсацию наведенной ЭДС осуществляют при наличии изделия между источником магнитного поля и измерительным преобразователем, 45 а толщину изделия определяют по величине компенсационного напряжения.Кроме того, с целью повышения производительности контроля, компенсацию сигнала измерительного преобразователя производят при наличии эталонного об- раэца в промежутке между источником магнитного поля и измерительным преобразователем.Кроме этого, устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, содержащем соединенные последовательно генератор переменного тока и катушку возбуждения, располагаемые с одной стороны иэделия, и соединенные последовательно 60 катушку измерительного преобразователя, располагаемую соосно с катушкой возбуждения, усилитель, детектор и регистратор, снабжено переменной емкостью, подключенной параллельно ка: 65 тушке измерительного преобразователя, и соединенными последовтельно аттенюатором, подключенным к генератору переменного тока, и переменной дифференциаль ной Фазовращающей ячейкой, подключенной к катушке измерительного преобразователя, котораяустановлена на фиксированном расстоянии от катушки возбуждения.На Фиг.1 представлена обобщеннаясхема измерений; на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фнг.3 - принципиальная схема устройства.Для определения толщины изделия .1последнее вводится между катушками2 и 3, первая из которых является катушкой возбуждения, связана с генератором 4 и является источником переменного магнитного поля с Ферромагнитным концентратором 5. Катушка 3 является катушкой измерительного индукционного преобразователя, снабжена концентратором б и. вводится в цепь, содержащую как кондуктивновключенный источник 7 переменного напряжения, синхронного с магнитным полем катушки 3, так и индикатор 8 уровня колебаний, Источник 7 имеет возможность плавной подрегулировки фазы, а уровень колебаний его можетплавно варьироваться с помощью аттенюатора 9 напряжения. При измерении толщины изделия 1 напряжение источника 7 устанавливают в противофазе сЭДС, наводимой в катушке 3 источникоммагнитного поля (катушка 2) сквозьконтролируемый участок изделия 1,Затем аттенюатором 9 изменяют уровеньсигнала, подаваемого через катушку 3измерительного преобразователя на вход индикатора 8 уровня, до достижения последним нулевого показания,При этом о толщине изделия судят по уровню сигнала источника 7 или по положению подвижного контакта аттенюатора 9.. Чувствительность измерений может быть повышена при подключении к катушке 3 преобразователя 10 переменной емкости и настройке контура на частоту источника магнитного поля (катушка 2).Из схемы по фиг.2 видно, что рассмотренная схема измерений может бытьупрощена, а стабильность и оперативность контроля повышены, если функции основного генератора, питающегокатушку 2, и функции вспомогательногоисточника 7 напряжения будет выполнять общий генератор 11 переменного тока, к выходу котороГо параллельно подключена катушка 12 возбуждения, являющаяся источником магнитного поля, а также последовательно включенные плавный аттенюатор 13 напряжения и переменная дифференциальная фазосдвигающая ячейка 14, выход которойвведен в последовательную цепь, содержащую как резонансный контур изкатушки 15 измерительного преобразователя и емкости 16, так и измеритель 17 уровня колебаний,Как видно иэ фиг,З, фазосдвигающая ячейка 14 выполнена в виде сдво-енного йС-моста 18 с приключенным кего выходной диагонали потенциометром19, а в состав измерителя 17 уровнявходят усилитель 20, детектирующее 10звено 21 .и стрелочный индикатор 22.Катушка 12 возбуждения и катушка 15измерительного преобразователя снабжены сердечниками 23 и 24 и экранирующими стаканами 25 и 26, а перпендикулярно к общей Оси сердечников 23и 24 установлены направляющие 27 и28 для протягивания рулонных изделий.К выходу детектирующего звена 21 параллельно с индикатором 22 подключены 20релейный узел 29, содержащий переменный резистор 30 и поляризованное реле31, а также самописец 32, носителькоторого имеет синхронный с установкой для протягивания рулонных изделий 25привод.Тарировка устройства (фиг,З) осуществляется путем последовательноговвода между направляющими 27 и 28 калиброванных по толщине образцов определенного состава и достижения с помощью аттенюатора 13 нулевых показаний индикатора (положение движка потенциометра 19, устанавливаемое привведении первого образца, в дальнейшем остается неизменным). При этомшкала аттенюатора 13 градуируетсянепосредственно в единицах контролируемого параметра. Для толщинометрииизделий иэ различных материалов аттенюатор 13 снабжается набором накладных шкал, каждая иэ которых отградуирована в единицах толщины длясоответствующего материала.Способ осуществляется следующимобразом. 45При проведении измерения исследуемое изделие 1 вводится между направляющими 27 и 28 устройства (фиг,З),затем, после уточнения положениядвижка потенциометра 19 по минимумупоказания индикатора 22, плавно изменяют уровень сигнала, поступающего свыхода аттенюатора 13 на вход фазосдвигающей ячейки 14, до получениястрелкОй индикатОра 22 нулевОгО стклонения. В момент, когда индикатор22 покажет нуль, указатель движка.аттенюатора 13 покажет по градуированной шкале аттенюатора искомуютолщину иэделия.Для контроля разногабаритных иэделий фазу и уровень сигнала, поступающего с выхода аттенюатора 13 через фазосдвигающую ячейку 14 на резонансный контур, предварительно устанавливают так, чтобы при отсутствии контролируемога изделия между направляющими 27 и 28 на входе усилителя 20 имел место нулевой результирующий потенциал, подтверждаемый нулевым показанием индикатора 22. При введении затем подлежащего контролю изделия 1 между направляющими 27 и 28 о толщине исследуемого участка изделия 1 судят непосредственно по показанию индикатора 22.Для повышения разрешающей способности и производительности поточного контроля рулонных изделий на их соответствие задаваемым допускам перед началом измерения между направляющими 27 и 28 устройства предварительно вводится калиброванный по толщине образец изделия 1 соответствующего номинала и состава материала. При этом уровень и фазу сигнала, поступающего из фазосдвигающей ячейки 14 на резонансный контур, устанавливают так, чтобы сигнал на входе усилителя 20 был равен нулю. Вводя затем- в устройство образец иэделия, имеющий предельно допустимое отклонение толщины относительно первого образца, устанавливают коэффициент усиления усилителя 20 таким, чтобы стрелка индикатора 22 достигла контрольной метки, отвечающей 75 шкалы индикатора, при этом резистором 30 чувствительность реле 31 изменяют до достижения порога срабатывания этого реле.Если в процессе работы устройства толщина протягиваемого между направляющими 27 и 28 изделия отвечает но-, миналу, то на входе усилителя 20 сигнал отсутствует, реле 31 обесточено, а стрелка индикатора не отклоняется от нуля. С появлением у рулонного иэделия 1 Отклонения от номиналь. ной толщины на входе усилителя 20 возникает переменный сигнал, который детектируется звеном 21 и подается на самописец 32, непрерывно регистрирующий отклонения текущего значения толщины изделия от номинала в процессе намотки или сматывания рулонных изделий. Ленточный носитель самописца 32 при этом перемещается синхронно с протягиванием рулона контролируемого изделия. В момен, когда толщина изделия достигнет максимально допустимого отклонения от номинала, ток в цепи реле 31 достигнет порогового значения. Реле срабатывает и своими контактами (не показаны) включает световой и акустический сигнализаторы брака, производя одновременно останов двигателя подачи рулонного изделия/45 Тир ВНИИПИ Государпо делам изо 113035, Москва 873 венного етений и Ж, Ра Подписноемитета СССРткрытийская наб., д.4/5