Устройство для определения места положения стыка изделий

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ 867550ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. К.г. В 23 К 9,1 О с присоединением заявки ЭЙ -Ъеударатекнны комнтет СССР ао делам нэебретеннй н открмтнй.75(088.8) Дата опубликования описания 01.10.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОЛОЖЕНИЯ СТЫКА ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к устройствамиспользуемым для автоматизации прокат,ного оборудования, а точнее к устройствам, служащим для обнаружения стыков изделий в линиях прокатных станов,Изобретение наиболее эффективно можетбыть использовано для определения места нахождения стыков труб, трубныхзаготовок, изолированных труб в линиях прокатных станов, что необходи 10мо для автоматизации прокатного оборудования. Известно устройство для определения места положения стыка изделий Это устройство содержит электромагнит-г ный датчик имеющий блок ввода переменного магнитного потока в изделие с П-образным магнитонроводом и подмагничивающей обмоткой и блок фикса - 20 ции изменаний магнитного потока над стыком, выполненным в виде плоской индикаторной катушки, установленной в поперечной оси симметрии датчика 1,. Недостаток этого устройства заключается в том, что датчик здесь проявляет одинаковую чувствительность как к стыку, так и к зонам наклепа, обезуглероживания, вмятинам, наклонам датчика относительно изделия, изменениям рабочего зазора, что обуславливается конструкцией датчика. При выполнении блока ввода переменного магнитного потока в изделие в виде П-образного магнитопровода в стенках изделия индуцируются два контура вихревого тока. Отсутствие сигнала в измерительной катушке наблюдается лишь при равенстве этих вихревых токов. Но в силу того, что любое изменение электрофизических свойств материала изделия, связанное с наклепом, обезуглероживанием, а также наклон датчика относительно иэделия или вмятины вызывают изменения контуров вихревых токов в изделии, на выходе блока фиксации изменений магнитного потока появляются сигналы, обусловлен5 10 1520 25 30 35 40 Я 5 50 55 ные перечисленными выше видами помех.В силу этого применение известного электромагнитного датчика для обнаружения стыка в потоке прокатных станов либо сильно затруднено, либо вовсе неприемлема,Недостатком известной конструкцииэлектромагнитного датчика для слежеНия за стыком является также то,что при прохождении стыка в зоне измерения на выходе блока фиксации из"иенений магнитного потока наблюдаются два максимума разностной ЭДС. Этоможет привести к большой погрешностиобнаружения места нахождения стыка,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемой являетсяустройство, содержащее электромагнит.ный датчик и электронный блок. Электромагнитный датчик включает блокввода переменного магнитного потокав контролируемое изделие с магнито"проводом и подмагничивающей обмоткой,а также блок Фиксации потоков рассеяния в зоне стыка, Подмагничивающаяобмотка размещена на удлиненном вдольоси изделия магнитопроводе, а блокфиксации выполнен в виде двух встречно включенных индикаторных обмоток,рзсположенных вплотную к магнитопроводу и Эдна к другой по обе стороныпоперечной плоскости симметрии магнитопровода, причем плоскости витков индикаторных обмоток перпендикулярны плоскостям витков подмагничивающей обмотки. Это устройство с достаточной точностью выявляет стык изделий в линиях прокатных станов принеизменном рабочем зазоре 2.Однако при больших изменениях рабочего зазора между датчиком и контролируемым иэделием, которые неизбежны при транспортировании трубнойзаготовки, наблюдается относительно большая погрешность определенияместа стыка.Цель изобретения - повышение точности определения места положениястыка изделий.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для определения места положения стыка изделий, содержащее электронный блок с каналом усиления и электромагнитный датчик, имеющий блок ввода переменного магнитного потока в контролируемое изделие с магнитопроводом и подмагничивающей обмоткой, разме 4 енной на удлиненном вдоль оси изделия магнитопроводе, и блок фиксации потоков рассеяния в зоне стыка, включающий встречно включенные индикаторные обмотки,введены второй канал усиления с нульорганом на своем выходе, компаратор исхема совпадения, а блок фиксацииэлектромагнитного датчика снабжен дополнительной индикаторной обмоткой,расположенной между встречно включенными индикаторными обмотками вплотнуюк магнитопроводу и подключенной ковходу второго канала усиления, приэтом компаратор соединен с выходомпервого канала усиления, а выходысхемы совпадения подключены к выходам компаратора и нуль-органа.Такое конструктивное выполнениеобеспечивает высокую точность опрецеления места стыка изделий в линияхпрокатных станов даже при измененияхвеличины рабочего зазора между датчиком и изделием,Это достигается за счет того, чтопри проходе стыка изделий в зоне измерения ЭДС в средней индикаторной обмотке равна нулю только при точнойориентации стыка относительно поперечной оси симметрии датчика и практически не зависит от величины рабочего зазора между датчиком и изделием, т.е. сигнал на выходе нуль-органа появляется в тот момент, когдастык проходя зону измерения распо)лагается точно напротив оси симметрии датчика, при этом ЭДС двух крайнихиндикаторных обмоток близка к максимуму. Порог срабатывания компаратора выбирается несколько ниже максимальных значений ЭДС крайних обмоток, поэтому к моменту появления сигнала на выходе нудь-органа на выходекомпаратора уже есть необходимый сигнал, При совпадении этих двух сигналов срабатывает схема совпадений И,на выходе которой появляется командный сигнал, свидеТельствующий о наличии стыка.На фиг, 1 изображена конструкцияпредлагаемого устройства, распределение магнитных потоков в зонестыка; на фиг, 2 - графики зависимости ЭДС индикаторных обмоток 1-гои П-го каналов усиления; на фиг. 3 блок-схема устройства,Устройство для определения местаположения стыка изделий содержит электромагнитный датчик и электронныйблок, Электромагнитный датчик включает блок ввода переменного магнитногопотока в контролир .мое изделие с Ш-образным магнитопроводом 1 и подмагничивающую обмотку 2, а также блок фиксации наличия двух потоков рассеяния в зоне стыка, выполненный в 5 виде трех индикаторных обмоток 3, 4, 5, Индикаторные обмотки 3- 5 расположены вплотную к магнитопроводу и одна к другой таким образом, что поперечная плоскость симметрии магнито о провода делит среднюю обмотку 5 пополам, Плоскости витков индикаторных обмоток 3-5 перпендикулярны плоскостям витков подмагничивающей обмотки 2, в результате чего индикаторные обмотки не пронизываются основным магнитным потоком подмагничивающей обмотки 2. Крайние индикаторные обмотки 3 и 4 включены встречно и подсоединены ко входу первого канала усиления. Средняя индикаторная обмотка 5 подключена ко входу второго канала усиления. Подмагничивающая обмотка 2, создающая в зоне измерения равномерный магнитный поток, перпендикулярный плоскостиоси ) изделия, расположена на магнитопроводе 1 Блок ввода переменного магнитного потока в изделие и блок фиксации наличия двух потоков рассеяния датчика залиты эпоксидной смолой и соединены с электронным блоком через. штепсельный разъем, установленный на корпусе датчика.Электронный блок устройства содержит генератор 6 синусоидальных колебаний, блок 7 питания устройства, выходное реле 8, усилитель 9 мощности, предварительный усилитель 10 первого канала, избирательный усилитель 11 первого канала и выпрямитель 12 первого канала, На выходе первого канала усиления подключен компаратор 13, а на выходе второго кан:1 ла усиления подключен нуль-орган 14, причем выходы компаратора 13 и нуль-органа 14 подключены к схеме 15 совпадений. Второй канал усиления электронного блока, как и первый канал, имеет предварительный усилитель 16, избирательный50 усилитель 17, выпрямитель 18 и инвертор 19. Все функциональные узлы электронного блока смонтированы на печат-. ных платах и размещены в стальном корпусе.Устройство работает следующим об 55 разом.Электромагнитный датчик устройства располагается в непосредственной близости от изделия 1 труба, трубная заготовка, пруток, лист) с зазором от 5 до 15 мм, причем плоскость крьппки датчика должна быть параллельна плоскости (продольной оси) изделия, Подмагничивающая обмотка 2 датчика питается от генератора 6 синусоидальных колебаний и создает переменный магнитный поток с приблизительно равной напряженностью в зоне расположе" ния блока фиксации наличия Двух потоков рассеяния.Переменньп; магнитный поток, пронизывающий изделие, индуцирует в нем вихревой ток. На целом участке изделия при отсутствии стыка в материале изделия образуется один контур вихревого тока. Магнитный поток вихревого тока ослабляет основной магнитный поток подмагничивающей обмотки 2, не вызывая появления двух магнитныхпотоков рассеяния и появления суммарной и разностной ЭДС на выходе блока фиксации. При нахождении стыка изделий в зоне измерения контур вихревого тока разделяется на два контура при этом в зоне стыка возникают два магнитных потока рассеяния, обусловленных двумя контурами вихревых токов. Магнитные силовые линии (фиг.1) этих потоков рассеяния веерообразно расходятся от стыка к периферии. В зоне действия этих потоков расположены три индикаторные обмотки 3, 4 и 5 блока фиксации. Индикаторные обмотки 3-5 расположены таким образом, что магнитные силовые линии основногомагнитного потока, нормально входящие в изделие, скользят вдоль плоскостей витков индикаторных обмоток и не наводят в них ЭДС. Магнитные потоки рассеяния. обусловленные стыком изделий, пронизывают плоскости витков обмоток блока фиксации и наводят в них ЭДС. ЭДС в крайних индикаторных обмотках (3 и 4) сдвинуты по фазе на 100 ф одна относительно другой. Для того, чтобы получить сумму мгновенных значений этих ЭДС,крайние индикаторные обмотки 3 и 4 включены встречно (фиг. 2канал 1).В средней индикаторной обмотке 5 происходит вычитание ЭДС, наводимых потоками рассеяния в зоне стыка, на левую и правую равные части обмотки. Разность ЭДС в средней индикаторной обмотке 5 равна нулю либо при отсутствии стыка, либо при его точной ориентации относительно поперечной оси86755 Формула изобретения 7симметрии датчика (фиг. 2 канал П). Из графиков (фиг. 2) видно, что при изменении зазора между датчиком и иэделием меняется точка срабатывания компаратора 13 на оси расстояний точки А и А), а точка срабатывания .нуль-органа 14 остается практически неизменной (точка) .Так как сигнал на выходе устройства, свидетельствующий о наличии стыка на поперечной оси симметрии датчика, получается только при совпадении двух сигналов на входе схемы 15 совпадения, то выходное реле устройства включается только при нахождении стыка в точке(фиг.2) .Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет с большой точностью определять места положение стыка изделий в линиях прокатОных станов даже при больших изменениях рабочего зазора между датчиком устройства и иэделием, т,е, исключить отказы в работе трубоотреэных станков, что приведет к уменьшению количества немерных труб. 30Устройство для определения местаположения стыка изделий, содержащееэлектронный блок с каналом усиленияи электромагнитный датчик, имеющий 0 8блок ввода переменного магнитногопотока в контролируемое иэделие смагнитопроводом и подмагничивающейобмоткой, размещенной на удлиненномвдоль оси изделия магнитопроводе, атакже блок фиксации потоков рассеяния в зоне стыка, включающий встречно включенные индикаторные обмотки, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности определения места положения стыка иэделий, в устройство введены второйканал усиления с нуль-органом насвоем выходе, компаратор и схема совпадения, а блок фиксации электромагнитного датчика снабжен дополнительной индикаторной обмоткой, расположенной между встречно включеннымииндикаторными обмотками вплотную кмагнитопроводу и подключенной ко входу второго канала усиления, при этомкомпаратор соединен с выходом Первого канала усиления, а выходы схемысовпадения подключены к выходам компаратора и нуль-органа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 556910, кл. Б 23 К 9/О, 06,08.74,2. Неразрушающий контроль металлови изделий. Под ред. Г. С. Самойловича,М "Машиностроение", 976, с. 192193.867550 иг Составитель КРедактор Н. Кешеля Техред И,Рейвес К аголевректор С ПодписноР сударств м изобре осква, Ж тная, 4 Порог сроЮа. тьА 7- НОР Ю иа 7 рО- Р 7 ЯРО каз 8176 ВНИИПИ по д 113035