157501

Союз Советски Социллистижки ГесплликГосуд,А: ствиннь".й коми 1 т," по д,вл1 ЗСВГГТВ НИИ И ОтКГ:;СССР 7 одаис М. Г. Рейфисов, С. И. Тишин, А. 3, Краев, Е. П. АленЛ, А. Жердев, В. Г. Герасимов, Ю, М. Шкарлет и А, И,еь,улыгин АНОВКА ДЛ СИМ ИНЬ Н КОСЯ БЕСКОНТАКТНОГО, ОДНОВРЕМЕННОГООГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА И СРЕДНЕИСТЕНКИ ТОНКОСТЕННЬ 1 Х И ОССЬОТЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ И НЕЗАВИ ТОЛЩ ТОвлецы втогецеой днадзоц чд скр:мпцдторы. Очности цзмереанецц 5 влияния убы цд показа,кжс цзмсцсццй и,1 я из м ср цтеля ред частотным11 .51 П Л Ц Т , Д Ц Ь Й Известны устройства для бесконтдктного и одновременного контроля диаметров и средней толщины стенок неферромагнитцых труб. Известны дефек;оскопы для выявления дефектов в металлах. Все известные приборы рассчитаны на контроль труб из определенны.; сплавов и позволяют контролировать одно- времешо и независимо це оолее двух параметров.Описываемая установка предназначена для бескоцтактного, одцозремецного и независимого измерения;ц 1 аметра и средней толщины степки тонкостенных и особо тонкостенных металлических труб при помощи метода вихревых токов и отличается тем, что для одновремеццого, независимого, автоматизированного замера акж рдзпостеццости тэуб и Оонар 1- жеция дефектов в сеенин трубы и локальных дефектов оца снабжена приборами указанного назначения, основанными ца использовании метода вихревых токов и имеющими соответственно проходные или накладные индуктивные датчики, сигналы от которых суммируются в блоке автоматики, выдающем сигналы о размерах и дефектах,Для измерения диаметра ц средней толщины степки труо из сплавов с диапазоном электропроводностп от 1,5 до 45 1/о. .ц,112 в приборе для измерения диаметра и средней толщины стенки труо устацо ратор, перекрывающий оольш стот, и сменные частотные дДля обеспечения высокой т ния (порядка 1 - 2,1 к) ц устр изменений толщины стс 1 ки т ния измерителя диаметра, а т размера диаметра на показа толщины стенки трубы пе дискриминаторов установлен ограничитель. Для повышения чувстьцтсль.ости ц разрешающей способности прибор для обцдруже;шя дефектов в сечении труоы сцдбжсн проходным датчиком, включенным по дифференциальной схеме, токовая катушка которого является элементом колебательного контура двтогецератора этого прибора.Для повышения чувствитсгЬности и рдзрс- шающеЙ спосооностп, д также 5 стрдцс:ц 51 влияния зазора между трсбой 1 и д;1 т:цко 5 цд пок 11 зания дефек;Оскопа для 001:дужецц 51 лОкдлы 1 ых дефектов 1 мсется;дклддцоц и 1- д 1 ктивныЙ датчик, вил 01 ецць 11 В колеодТельный контур зада 1 ощсго автогецсрдтора данного прибора и связанный с э;Рктродцц 1 мисским механизмом, чувствительным к изменениям частоты задающе; о двтогецсратора, о 575(возникающим при изменении величины зазора между датчиком и трубой,Для повышения надежности и стабильности показаний измерителя разцостеццости, а также дл 51 Ооеспече 1 ия точности показци 1 порядкаяк в приборе установлен 1(С фазовращатсль, выполненный цо мостовой схеме, а в измерительном каскаде этого прибора имеется корректирующая цепочка, включенная последовательно со стрелочным 1 цдикатором и осу 1 цествляюшая коррскци о измерительного каскада при перехоле с одного предела измсреци 51 тол шин ца другой,В каждом из приборов, входящих в описываемую установку, имеется релейное устройство, которое вы ает в блок автоматики сигналы О геометриеских размерах и лефектях контролируемых труб, а также сигналы, возникающие при прохождении концов труб через датчики; кроме того., релейное уссройство выдает сигналы ц систему сигнализации, а также включает иц.:икаторы приборов при получении команлцого сцп 1 ала с олока д 1 г 11- ЯтИ(и.Для сумГ 1 ировяц 11 я сигналов о браке от всех входящих в описываемую установку приборов, устране 1 ия ложных сигналов, возника 1 оццх при прохокдении концов труб через датчики, 11 ТЯКЖЕ ДЛЯ УПРЯВЛЕЦР 1 Я СОРТИРУ 10 ШИМ 1 ЕХ 11- низмом и отметчиками брака, блок автоматики содержит: электронные реле времени, запуск которых осуществляется возникающими при прохокдеции концов труб ерез датчики сигналами блоков, выдающих с задержкой командные сигналы ца релейцые устройства приборов для включения индикаторов; электромагнитные реле, суммирующие сигналы о ораке от всех приборов и выдающие сип 1 алы ца отметчики брака и сортирующий Ряехацизм, а также включающие световую сигнализацию, которая указывает, по какому параметру забракована труба.На фиг, 1 изобракена блок-схема описываемой установки;на фиг. 2 - структурная схема прибора для измерения диаметра и средней толщины стенки труб;ца фиг. 3 - структурная схема Лефектоскопа с проходным датчиком;на фиг, 4 - структурная схема дефектоскопа с накладным датчиком;на фиг. 5 - структурная схема измерителя разностенности;на фиг. б - структурная схема блока автоматики;на фиг, 7 - принципиальная схема блока автоматики.Описываемая установка фиг. ) состоит из измерителя диаметра и средней толщины стенки труб 1, измерителя 2 разцостецности труб, дефектоскопа 3 с проходным датчиком, дефектоскопа 4 с накладным датчиком, блока 5 автоматики, суммирующего сигналы от всех приборов, а также блока отметчиков 6, сортируюшего механизма 7, фотореле 8 и 9, подающего механизма 10 и протяжных меха- и измов 11 и 12.Г 1 одлекягца 5 контролю труба 13 укладывается ца ролики подавшего механизма 10, после чего установка включается лля работы ця авто.Яти 1 ески 1 рекцх. Ролики пола 10 Т трубу к протякному механизму 11, который сообшает трубе врашательно-поступательное лвижецис с за;1 аццым шагом подачи. Когда передний конец трубы выходит из этого протякцого механизма, оц прерывает луч фото- реле 8. Получив кохаиду от фоторе:1 е 8, подающий механизм 10 возвращается в исходное положение, а труба прс 1 должает двигаться в и р ек и е Рм ц а и р а вл е:1 и и,Датчиком 14 фиг. 2) прибора для измерения диаметра и средней толшццы стенки труб является катушка индуктивности, помешенная в латунный экран. Лвтогенератор 15 выдает цапряксцце высокой частоты ца амплитудный ограничитель 16, детекторы 17, 18 и 23. Под влиянием изменения геометрических размеров труб, проходяших ч;рез датчик, изменяются частота и ахплитуда генерируемого ня;ряжения.Ограничитель 17 служит для подавления амплитудных изменений, благодаря чему сигнал, проходящий в канал измерения диаметра, имеет только частотные изменения, зависящие от изменения диаметра трубы. С ограничителя 16 напряжение высокой частоты постоянной амплитуды подается на дискриминатор 19, который созлает ца входе измерителя 20 дна.стра, постоянное напряжение, пропорццоцальцое отклонению частоты генерации от выбранной рабочей частоты.Детекторы 17 и 18 вместе с делителем 21 цапрякения подают на вход измерителя 20 диаметра постоянное напряжение, величина которого пропорциональна изменению амплитуды генерируемого напряжения и которое служит лля компенсации изменений частоты за счет изменений толшины стенки.Измеритель 20 диаметра суммирует основной сигнал, поступаюший с дискриминатора 9, и сигнал компенсации влияния изменения толщины стенки труоы, поступающий с детекторов 17 и 18, и выдает ца стрелочный прибор сигнал, пропорциональный величине отклонения размера диаметра от номинального, а также через релейно-контактную систему 22, срабатываюцую при отклонениях диаметра, превышаюШих допуск, управляет световой сигнализацией и вылает сигналы ця вход блока 5 автоматики.Детектор 23 вырабатывает постоянное 1;апряжецие, величина которого пропорциоцагьца отклонениям толщины стенки от цомицзль:ой. Измеритель 24 толщины стенок суммирует осовцой сигнал, поступаюций с детектора 23, и сигнал компенсации влияния изменений размера диаметра, поступающий с дискриминатора 19 через делитель 25 напряжения, и на выходе выполняет функции, аналогичные функциям измерителя диг.,)етра.Дефектоскоп с проходнь)м датчиком (фиг. 3) содержит генератор 26, катушкой инцдуктив,:ости контура которого является токовая обмотка 27 проходного дифференциального датчика с встречно включснны)и измерительными оомотками 28 и 29, а также амплитудный детектор 30, балансцый вольтметр 31 и релейно-контактную систему 22, При появлении дефектного участка трубы в зоне датчика на выходе последнего появляется сигнал разбаланса, величина которого зависит от характера дефекта,Продетектирова нное напряжение датчика измеряется балансцым вольтметром 31 и вызывает срабатывание релейно-контактной системы 22, которая выдает сип)ал о наличии дефекта на вход блока 5 автоматики.Дефектоскоп с накладным датчиком (фиг. 4) содержит автогенератор 32, накладной датчик ", амплитудный детектор 34, индикаторный каскад 5, дифференцируюшую цепочку 36, пороговое устройство 37, исполнительное устройство 38, частотный детектор 39, усилитель постоянного тока 40, электромехани )е. ское устройство 41 и релейно-контактную систему 22. Датчик 33 представляет собой накладную катушку, включенную с помощью коаксиального кабеля в контур звтогецератора 32. Напряжение на контуре автогенератора 32 зависит от состояния участка трубы, находящегося под датчиком 33. Это напрякение поступает на амплитуд)ый детектор,34, выходное наприкение которого измеряется балансным вольтметром 35.Для компенсации влияния расстояния между контролируемой трубо") и датчиком 33 ца показания прибора напряжение с автогецератора,32 подается на частотный детектор 39 и далее - на усилитель постоянного тока 40, к выходу которого подклочец электродинамический мехацизм 41, перемешаюший датчик 33. При изменении расстояния мекду датчиком и трубой меняется частота генерации автогенератора. Усиленное выходное напряжение частотного детектора приводит в действие электродинамический механизм, который перемеШает датчик до тех пор, пока частота авто- генератора не станет равной частоте настойки детектора, что соответствует первоначально установленному зазору между датчиком ц трубой.В приборе имеется сшс олин канал устрацс. ция влияния зззо 1 я мекд дат)цко.1 и трмбо) ца показания прибора, состояший цз диффсренццруюшей цепочки, порогового устройства и исполнительного устройства. Выходное цап рякение я.)плит диого детскторз дцффсрецццруется диффсренцируюшсй цепочкой, по;тупаст ця пороговое устройство и далее - ца исполнительное устройство. которое выдаег сигнал в момент прохождения под датчиком дефектного места трубы. Однако этот кацал может быть использован только в том случае, если скорость изменения зазора значительно меньше, чем скорость врашеш)я труоы, т. с. скорость прохождения дефектного места трубы под датчиком.Измеритель разностенности (фиг. 5) состоит из генератора 42 высокой частоты, датчика 43, эталона датчика 44, усилителя напряжения высокой частоты 45, амплитудного детектора 46, фазового детектора 47, балацсных усилителей 48 постоянного тока, фазовращатсля 49, усилителя 50 фязоврашателя, электродицями)еского механизма 51, индикатора 52.Няп)яжег)ие осокой )зстот)1 с ге)е 1 ягора подается ца токовые обмотки датчика 43 ц эт)лона датИкя 44. С изхерцтсль 1)х Оймоток системы лятИкл няпряксццс Г 10 дяется 11)1 усц -усиленное напряжение поступает в два канала. В канале индикации оцо детектируется амплитудным детектором 46 ц подается ца ицдцкзто; 52. В канале следящей системы напрякение подается на фазовый детектор 47, усиливается и приводит в действие электродинямическцй механизм 51, связанный с датчиком 43. Опорное напряжецие ца фазовый детектор 47 подается через фазоврзшзтель -19 ц усилитель 50. Первоначальное расстояние между датчиком и контролируемой трубой устанавливается таким, чтобы ца выходе системы датчиков напряжение было минимальным. Затем фазоврлшателсм 49 фаза опорного няпряжецц)1 устлцавлцвзстся такой, чтооы на выходе фазового детектора напряжение равнялось нулю.При изменении расстояния между датчиком и контролируемой труоой меняется фаза напряжения на датчике 43; при этом цз вь)ходе фазового детектора появляется напряжение, знак которого зависит от знака изменения зазора. Это напряжение усиливается и приводит в действие электродинамическцй механизм 51, который перемешает дат)ик, Таких Образом, прц перемещениях контролируемой трубы датчик следит за ее положением, так что расстояние между датчиком и трубой остается неизменным.Сигналы о размерах и дефектах от всех приборов подаются в блок автоматики (фиг. 6 и 7). Блок автоматики включает девять идентичных электроцпых реле времени 53, пять электромагнитных реле Р Р, Р;Р Р; пять сигнальных ламп 54.Блок автоматики можно разделить на пять обособленных секций (по числу основных измерительных приборов), абсолютно идентичных, кроме секции, связанной с измерителем диаметра и средц толщины секции, связанной с измерителем диаметра и средней толщиць., отличающейся наличием дополнительного реле времени, реле Ря и дополнительной сигнальной лампы. Принцип действия блока автоматики поясняется на секции, связанной с измерителем разностенности. При наличии сигнала о браке релейно-контактная система 22 замьпсает цепь разряда конденсатора 55 (фиг. 7) реле времени 53, через определенный промежуток времени реле Р, своим контактом К включает цепь питания реле Р и реле отметинка брака. Реле Р 1 при сряоатывации включает сигнальную лампу 54, выдает сигнал па механизм отбраковки и приводит в рабочее состояние релейно-контактную систему 22 измерителя разностенности, освобождая ее от самоблокировки, Реле Р, при входе трубы в датчик 43 срабатывает с определенной задержкой времеци, включает цепь питания релейно- контактной системы 22 измерителя разностенности и контактом К 7 подготовляет цепь само- блокировки реле Р 1, При замыкании контакта К-, реле Р, самоблокируется с помощью контакта К,. При поступлении сигнала о начале выхода труоы из дятчьиса 43 реле времени 53 п приводит в нерабочее состояние указанные цепи, чем устраняется возможность появления ложного сигнала о браке. Предмет изобретения1, Установка для бесконтактного, одновременного и независимого измерения диаметра и средней толщины степки тонкостенных и особо тонкостенных металлических труб при помощи метода вихревых токов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью одновременного, независимого, автоматизированного замера также разностенности труб и обнаружения дефектов в сечении трубы и локальных, она (установка) сцаожена приборами указанного назначения, основанными на использовании метода вихревых токов и имеющими соответственно проходные или накладные индуктивные датчики, сигналы от которых суммируются в блоке автоматики, выдающем сигналы о размерах и дефектах.2. Установка по п. 1, отлич а ю щаяс я тем, что, с целью измерения диаметра и средней толщины стенки труо из сплавов. например, с диапазоном электропроводности от 1,5 до 45 л,ол . л.ц, в приооре для измерения диз. метра и средней толщины стенки труб установлены явтогенерятор, перекрывающий оольшой диапазон частот, и сменные частотняе дискриминаторы, а с целью обеспечеп гысокой точности измерения (порядка 1 - 2,цк) и устранения влияния изменений толщины стенки трубы на показания измерителя диаметра, а также изменений диаметра на показания измерителя толщины стенки трубы, перед частотным дискриминатором установлен амплитудный ограничитель.3. Установка по п. 1, отл и чающая ся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей спосооности, прибор для обнаружения дефектов в сечении трубы снабжен проходным датчиком, включенным по дифференциальной схеме, токовая катушка которого является элементом колебательного контура автогенератора этого прибора.4, Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, я также устранения влияния зазора между трубой и датчиком на показания дефектоскопа для обнаружения локальных (местных) дефектов, да.шый приоор снабжен накладным индуктивным дат иком, включенным в колебательпый конт р задающего автогенератора данного прибора и связанным с электродинамическим механизмом, чувствительным к изменениям частоты задающего автогенератора, вызванным изменением зазора между датчиком и трубой.5. Установка по п. 1, отличающая с я тем, что, с целью повышения надежности и стабильности показаний, а также точности порядка 1 лк, измерителя рязностешости, в последцем установлен 1 сС фазовращатель, выполненный по мостовой схеме, а в измерительном коскаде этого прибора установлена корректирующая цепочка, включенная последовательно со стрелочным индикатором и осуществляющая коррекцгио измерительного каскада при переходе с одного предела измерения толщин на другой.6. Установка по пп. 1 - 5, отличающаяс я тем, что во всех приборах, входящих в нее, установлено релейное устройство, которое выдает сигналы ца блок автоматики о геомет рических размерах и дефектах контролируе мых труб, а также сигналы, возникающие при прохождении концов труб через датчики, и, кроме этого, выдает сигналы на систему сигнализации, а также включает индикаторы приборов при получении командного сигнала с блока автоматики.7. Установка по пп. 1 - 6, отлич ающаяс я тем, что, с целью суммирования сигналово браке от всех входящих в нее прибор г, устранения ложных сигналов, вози икаюш гх и р и прохождении концов труб черсз датчики, и управления сортирующим механизмом и отметчиками брака, блок автоматики содержи.; электронные реле времени, запускаемые сигналами от приборов, входящих в установку, возникающими при прохождении концов труо через датчики, и выдающих с задержко." командные сигналы на релсиные устройства приборов для включения индикаторов; электромагнитные реле, суммирующие сигналы о браке от всех приборов, выдающие сигналы на отметчики брака и сортирующий механизм и включающие световую сигнализацшо, указывающую, по какому параметру забракована труба.о 1575 Офиг /Составитель К. Хоряк Редактор А. С, Вайсберг Техред Т. П. КурилкоКорректоры: Р. Т. Келембет и О. Б, Тюрина Подп. к печ. 30(Х 1 - 63 г. Формат бум. 60 Х Ю/8 Объем 0,83 изд. л. Заказ 2535/7 Тираж 900 Цена 4 коп. ЦНИИПИ Государственногэ комитета по делам изобретений и открытий СССР Москва, Центр, пр, Серова, д. 4.Типография, пр. Сапунова, 2.