Устройство для измерения толщины ферромагнитных лент и листов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) А 1)5 8 01 В 7/О СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОЛЛИС(21) 4762425/28(56) Наумов Н,ММихляев П.Г. Резистометрический неразрушающий контроль деформированных алюминиевых сплавов. М,;Металлургия, 1974, с.82, рис.43,Авторское свидетельство СССР М 1415043, кл. 6 01 В 7/10, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЩИНЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЛЕНТ И ТОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля толщины ферромагнитных лент и листов. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит первый магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2 и второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, замыкающие контролируемый объект 5, первый токосъемный резистор 6, первый 9 и второй 10 детекторы, блок 12 задания магнитодвижущей силы, вычитающий блок 13 и индикатор 14 контролируемой величины. Введение в устройство источника 8 переменного напряжения, второго токосъемного резистора 7, сумматора 11 и образование новых связей обеспечивает возможность контроля толщины ферромагнитных лент и пластин в процессе их перемещения. 3 ил.5 10 15 20 25 30 45 50 55 Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины ферромагнитных лент и листов,Известны устройства для контроля толщины листов, содержащие первичную (намагничивающую) катушку, подключенную к генератору переменного тока, вторую (приемную) катушку, подключенную через усилитель к измерительному прибору, причем контролируемый металлический лист помещается между намагничивающей и приемной катушками. Недостатками известных устройств являются сложность отстройки от нестабильности магнитных свойств листа и его электропроводности и необходимость проведения дополнительных исследований при переходе от одного материала листа к другому.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для неразрушающего контроля, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установленные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения в нем контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый выпрямитель, подключенный входом к концу намагничивающей обмотки и к первому выводу токосъемного резистора, второй выпрямитель, блок задания магнитодвижущей силы, индикатор контролируемого параметра и вычитающий блок, к первому входу которого подключен выход блока задания магнитодвижущей силы, а к выходу - индикатор контролируемого параметра.Известное устройство не позволяет определять толщину ферромагнитных лент и пластин.Цель изобретения - расширение области применения,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установленные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый выпрямитель, вход которого подключен к выходу намагничивающей обмотки и первому выводу токосъемного резистора, второй выпрямитель, блок задания магнитодвижущей силы и соединенный с его выходом блок вычитания, введены сумматор и второй токосъемный резистор, а блок питания выполнен в виде источника переменного напряжения, начала компенсационной и намагничивающей обмоток соединены с выходом источника переменного напряжения, конец компенсационной обмотки соединен с первым выводом второго токосъемного резистора, входы сумматора соединены с выходами первого и второго детекторов, его выход - с вторым входом блока вычитания, вторые выводы токосъемных резисторов и второй выход источника переменного напряжения соединены с шиной нулевого потенциала,На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема замещения магнитной цепи; на фиг.З - участок магнитной цепи, поясняющий работу устройства.Устройство содержит первый магнитопровод 1 с намагничивающей обмоткой 2 и второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, замыкающие контролируемый объект 5, первый 6 и второй 7 токосъемные резисторы, источник 8 переменного напряжения, первый 9 и второй 10 детекторы, сумматор 11, блок 12 задания магнитодвижущей силы (МДС), блок 13 вычитания и индикатор 14 контролируемого параметра, при этом к выходу источника 8 переменного напряжения подключены начала намагничивающей 2 и компенсационной 4 обмоток, концы которых соединены с входами, соответственно, первого б и второго 7 токосъемных резисторов, вторые выводы которых подключены к второму выходу источника 8 переменного напряжения, выходы первого 9 и второго 10 детекторов подключены к соответствующим входам сумматора 11, выход которого подключен к второму входу блока 13 вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока 12 задания МДС, а выход подключен к индикатору 14 контролируемой величины,Устройство работает следующим образом.Напряжение О с выхода источника 8 переменного напряжения падает на двух параллельно соединенных цепях, содержащих, соответственно, последовательно соединенные намагничивающую обмотку 2 и первый токосъемный резистор 6 и последовательно соединенные компенсационную обмотку 4 и второй токосъемный резистор 7 (фиг. 1). Омическое сопротивление токо- съемных резисторов выбрано много меньше индуктивных сопротивлений обмоток 2 и 4, что позволяет с достаточной точностью считать, что напряжения на обмотках 2 и 4 одинаковы и равны напряжению О - на выходе источника 8 переменного напряжения, а значит одинаковы и амплитуды магнитных потоков в первом 1 и втором 3 магнитопройЕ 2 = Ф 1 (Ям + Я 32 + Я 32), (2) где Ф 1 - амплитуда магнитного потока. 30Уровень напряжения 01 на выходе первого детектора 9 пропорционален МДС Е 1 в намагничивающей обмотке 2, а именно 01=К Е 2, где К - известный коэффициент пропорциональности, а уровень 02 постоян ного напряжения на выходе второго детектора 10 пропорционален МДС Е 2 в компенсационной обмотке 4, 02 = К Е 2. На выходе сумматора 11 реализуется постоянный уровень 03, для которого справедливо: 4003 = 01 + 02 = К . (Е 1 + Е 2) (3) или с учетом соотношений (1) и (2)03 = К 2 Ф 1 Ям+ К 2 Ф 1 (Я 31+ Я 31+ Я 32+ Я 32).(4) 4При фиксированном расстоянии О 45 между полюсами первого 1 и второго 3 магнитопроводов (фиг.3) суммарное магнитноеФ исопротивление зазоров Я 31 + Я 32 пропорционально разности О-Ь, где Ь - толщина контролируемой ленты 5, поскольку магнитное сопротивление участка цепи пропорционально его длине. Аналогично, суммарноеемагнитное сопротивление В 31+ Я 32 пропорционально той же разности О - Ь с тем же коэффициентом пропорциональности, а вы ражение (4) может быть записано в виде:03 = К 2 Ф 1Ям+ К К 1(О-Ь), (5) где К 1 - постоянный коэффициент, определяемый опытным путем, включающий в каводах, поскольку поток в магнитопроводе однозначно определяется амплитудой напряжения, приложенного к обмотке, размещенной на этом магнитопроводе и не зависит от магнитных свойств магнитопровода и наличия зазоров. Вследствие равенства и синфазности потоков в первом и втором магнитопроводах поток, ответвляющийся в контролируемую ленту 5 (лист) равен нулю и точки, лежащие на ленте под центрами полюсов магнитопроводов эквипотенциальны, Эти точки соответствуют точкам а и Ь на схеме замещения магнитной цепи (фиг.2), на которой через Е 1 и Е 2 обозначены магнитодвижущие силы, приложенные, соответственно, к намагничивающей обмотке 2 и к компенсационной обмотке 4, через Ям обозначены магнитные сопротивления магнитопроводов 1,3, через Я 31 и Я 31 - магнитные сопротивления зазоров между лентой 5 и полюсами первого магнитопровода 1 и через Я 32 и Я 32 - магнитные сопротивления зазоров между лентой 5 и полюсами второго магнитопровода 3,Эквипотенциальность точек а и Ь позволяет записать соотношенияЕ 1 = Ф 1 (Ям + Я 31 + Я 31) 5 10 15 20 25 честве сомножителя величину Ф 1, поскольку по условиям контроля это постоянная (заданная) величина, определяемаянапряжением на выходе источника 8 напряжения.Устройство может работать в двух режимах, а именно в режиме измерения толщиныленты и в режиме измерения отклонениятолщины от заданного значения.В первом случае, в отсутствии контролируемой ленты (й=0), устанавливают постоянный уровень напряжения (Ок) на выходеблока 12 задания МДС, при котором на выходе блока 13 вычитания реализуется нулевой уровень. Очевидно, что для Осправедливо в этом случае, с учетом соотношения (5) и того, что Ь=ООк = 2 Ф 1Ям К+ К К 1 0 (б)и при последующей работе по определению толщины ленты показания индикатора 14 контролируемого параметра будутпропорциональны разности 03"О, а значит,с учетом (5) и (6), пропорциональны Ь -толщине контролируемой ленты.Во втором режиме для калибровки (задания напряжения на выходе блока 12) используется лента заданной толщины Ьо идля напряжения О на выходе блока 12 вэтом режиме справедливо соотношениеОк = 2 К Ф 1 Ям+ К К 1(О-Ьо) (7)С учетом (5) и (7) в этом режиме показания индикатора 13 контролируемого параметра будут пропорциональны разности11-По. ДЛя ОПрЕдЕЛЕНИя К 1 МажЕт бЫтЬ В ЧаСтности использована лента с известной толщиной (определенной, например, спомощью микрометра),Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от известного обеспечиваетвозможность контроля толщины ферромагнитных лент и листов в процессе их движения, При этом исключается влияние нарезультат контроля магнитных свойств ленты и ее электропроводности, поскольку контролируемый участок ленты междусоседними полюсами каждого магнитопровода в момент измерения не перемагничивается, а перемагничивание ленты вперпендикулярном направлении не влияетна результат вследствие того, что магнитное сопротивление ее в этом направлениимного меньше магнитного сопротивлениязазоров и исключается влияние на результат смещения ленты относительно полюсовдатчика,Формула изобретенияУстройство для измерения толщиныферромагнитных лент и листов, содержащее первый магнитопровод с намагничива52 г.2 ющей и второй магнитопровод с компенсационной обмотками, установленные торцами навстречу друг другу с зазором, предназначенным для размещения контролируемого изделия, блок питания, токосъемный резистор, первый вывод которого соединен с выходом намагничивающей обмотки, первый детектор, второй детектор, блок задания магнитодвижущей силы и соединенный с его выходом блок вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено сумматором и вторым токосъемным резистором, а блок питания выполнен в виде источника переменного напряжения, конец компенсационной обмотки соединен с 5 первым выводом второго токосъемного резистора и входом второго детектора, входы сумматора соединены с выходами первого и второго детекторов, его выход - с вторым входом блока вычитания, вторые выводы то косъемных резисторов и второй выход источника переменного напряжения соединены с шиной нулевого потенциала.1732141 Корректор Т.Ваш едактор Н.Химч Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 1573 ВНИИПИ Го Составитель С.ВоденикоТехред М.Моргентал Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5