Спосіб б.п. фрідмана товщинометрії стінок пустотілих виробів із утрудненим доступом в порожнину і пристрій для його здійснення

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться для измерения толщины стенок пустотелых изделий с затрудненным доступом в полость. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и оперативности измерений за счет того, что используют источник магнитодвижущей силы с двумя постоянными по направлению разделенными магнитными потоками, в контур одного нэ которых включают контролируемое изделие с размещенным внутри ферромагнитным агентом, а сопротивление второго измеряют с помощью вариатора воздушного зазора. Балансируют полученный магнитный мост' в отсутствие изделия, затем помещают изделие с ферромагнитным агентом в зазор и определяют толщину стенки по степени перераспределения магнитного потока между контурами. 2 э.п.ф-лы, 2 с.п.ф-лы,3 ил. ч -. (Л С ел 00 00 іV* 1 12W 88 Изобретение относится к измерительной технике,а именно к методам и техническим средствам неразрушающего профильного контроля геометрических параметров открытых и попых 5 изделий сложной конфигурации, и может быть применено для толщинометрии сплошных конструкций и пустотелых объектов. Целью изобретения являются повы'О шение разрешающей способности и оперативности измерений за счет исключения зависимости результатов контроля от дестабилизирующего влияния потока рассеяния внешнего магнитного !5 поля, а также обеспечение непрерывности следящего контроля толщины вдоль задаваемого профиля изделия, І повышение точности и производительности измерений за счет исключения 20 таких дестабилизирующих факторов, как изменение эпектропроводности и конфигурации изделий. г зазорами, в которых рнімещеня цилиндрическая двухполюсная рамка 5. Кроме того, пі поеные наконечники 15 магнитопровода 1, образующие зазор для контролируемого изделия 4, выпопнены в виде концентричных сферических поверхностей, а рамка составлена из двух симметричных секций 16 обмоток полуцилиндрической формы, имеющих зеркальную намотку и соединенных последовательно-согласно. Способ толщинометрии стенок пустотелых изделий с затрудненным доступом в полость реализуется описываемым устройством следующим образом. Перед измерениями производится тарировка устройства, при которой тумблером 17 подключается к переменной силовой сети стабилизатор 13, переменное напряжение с выхода которого преобразуется в стабилизированное и лишенное пульсаций напряжение На фиг. 1 изображена принципиальпостоянного тока, подаваемое на обмотная схема устройства для непрерыв^5 ку 12 возбуждения. ной тошцинометрии стенок пустотелых Создаваемый при этом в центральном изделий с затрудненным доступом в стержне магнитопровода 1 магнитный полость; на фиг. 2 - схема намотки поток расходится по верхнему и нижцилиндрической двухполюсной рамки устнему контурам магнитной цепи, вклюройства , на фиг, 3 - направления элек-30 чающим в себя соответственно контуры тродвижущих сил, наводимых в боко18 и 19 магнитопровода 1. вых ветвях рамки. После включения тумблером 20 привода 6, приводящего во вращение циУстройство содержит магнитопровод линдрическую рамку 5, на вершине вы1 Ф-образной формы с двумя зазорами 35 пуклого полюсного наконечника 15 маг2 и 3, один из которых (2) преднанитопровода 1 (до введения в рабочий значен для размещения контролируезазор 2 магнитопровода 1 контролирумого изделия 4, цилиндрическую двухемого изделия 4) устанавливают феррополюсную рамку 5 с приводом 6 и токомагнитный шарик 21, который под дейсъемником 7, подключенные к послед40 ствием постоянного магнитного поля, нему последовательно соединенные усипроходящего в рабочем зазоре 2 между литель 8 переменного тока, детектор наконечниками 15 магннтопровода 1, самофиксируется в указанном централь9 и индикатор 10, а также вариатор ном положении - на вершине выпуквоздушного зазора, выполненный в виде клиновидной ферромагнитной рейки 11, 45 лого наконечника 15 магнитопровода 1. установленной во втором зазоре 3 с Клиновидную рейку 11 в нижнем конвозможностью поворота относительно туре 19 магнитопровода перемещают и магнитопровода 1. На среднем стержне фиксируют в таком положении, при комагнитопровода 1 размещена обмотка тором стрелочный индикатор 10 показы12 возбуждения. Устройство также 50 вает нуль, что свидетельствует о расодержит источник, который выполнен венстве магнитных потоков, проходяв виде управляемого стабилизатора 13 щих через линейные воздушные зазоры, постоянного тока, первый выход котопересекаемые боковыми сторонами цилинрого соединен с обмоткой 12 возбуждрической рамки 5. дения, второй выход - с приводом 6, 55 Из фиг. 2, где показаны направпеа боковые ветви магнитопровода 1 вблиния намотки последовательно-согласно зи центрального стержня выполнены с включенных секций 16 рамки 5, и из шунтами 14 и линейными воздушными Аиг. 3, где показаны направления на 1254288 в рабочем зазоре 2 между наконечниводимых в рамке 5 напряжений, видно, ками 15, строго определяется простчто электродвижущие силы, возникаюранственной ориентацией ферромагнитщие в диаметрально противоположных ного агента вдоль продольной оси ра-* боковых сторонах (ветвях) рамки 5 бочего зазора 2, то при фиксировапри их синхронном прохождении через 5 нии ферромагнитного шарика 21 на линейные воздушные зазоры симметричразличных расстояниях от выпуклого ных шунтов 14 магнитопровода 1, именаконечника J5 (расстояниях, опреют встречные направления. Это обуделяемых толщиной ст енки изделия на словливает на токосъемнике 7, связанном с входом усилителя 8, появле- 'О контролируемых его участках) разность величин постоянных магнитных ние двухполярного импульсного сигнала, потоков, протекающих через контуры период повторения которого определя18 и 19, магнитопровода 1 и соотется частотой вращения рамки 5 ветственно разность магнитных пото(3000 об/мин), а уровень - разностью ков, пересекающих диаметрально проэлектродвижущих сил, одновременно '5 тивоположные боковые стороны рамки наводимых в диаметрально противопо5 в линейных зазорах магнитопровода ложных боковых ветвях цилиндрической 1, четко и однозначно отражает толрамки 5. щину стенки исследуемого изделия 4 В рассмотренном случае предварина его контролируемом участке в сооттельной тарировки устройства, когда с20 ветствии со степенью перераспределепомощью клиновидной рейки 11 устанавния постоянных магнитных потоков, ливается равенство магнитных потоков протекающих через зазоры магнитных і в верхнем и нижнем контурах 18,19 шунтов 14. магнитопровода 1 и соответственно в Двуполярныи периодический импульслинейных зазорах магнитных шунтов 14, 25 ный сигнал, создаваемый разностью импульсные ЭДС, синхронно наводимые наводимых в диаметрально противопов диаметрально противоположных боколожных боковых сторонах вращающейся вых сторонах вращающейся рамки 5, рамки 5 электродвижущих сил при взаимно уравновешивают и компенсивведении контролируемого изделия 4 руют друг друга, обуславливая нуле- 30 с шариком 21 в рабочий зазор 2 магвой сигнал на входе усилителя 8 и нитопровода 1 поступает с выхода нулевое положение стрелки индикацилиндрической рамки 5 через токотора 10. съемник 7 ^ 3 вход усилителя 8, поПосле указанной предварительной сле чего усиленный двуполярныи имтарировки устройства в подлежащее 35 пульсный сигнал детектируется детекконтролю пусютелое изделие 4 пометором 9 и подается на стрелочный инщают вспомогательный ферромагнитный дикатор 10, показания которого отвешарик 21, а само изделие 4 вводят в чают толщине стенки изделия 4 на рабочий зазор 2 магнитопровода 1, контролируемом участке. устанавливая подлежащий толщиномет- 40 Устанавливая исследуемое изделие рии участок стенки изделия 4 непосред4 подлежащими контролю участками у ственно у вершины выпуклого наконечвершины выпуклого наконечника 15 ника 15 магнитопровода 1. магнитопровода 1, по шкале индикаПод влиянием исходно близкого к конусно-радиальной конфигурации маг- 45 тора 10 последовательно опррделяют значения толщины стенок изделия дпя нитчого поля, формируемого между произвольной совокупности точек на наконечниками 15 магнитопровода 1, поверхности этого изделия. ферромагнитный шарик 21 прижимается В отличие от известных методов транзитно проходящим сквозь изделие и средств рассматриваемого назначе4 постоянным магнитным потоком к 50 ния, использующих для толщинометрии элементу внутренней поверхности стенизделий постоянный магнитный поток, ки изделия 4 - против вершины выпукописываемый способ и реализующее лого окончания наконечника 15 магниего устройство обеспечивают возможтопровода 1. Поскольку в силу особенностей 55 ность как дискретной, так и следящей непрерывной толщинометрии стеструктуры магнитопровода 1 его эквинок полых и открытых изделий вдоль валентное сопротивление для постоянлюбого задаваемого их профиля. ного магнитного потока, протекающего 1254288 Плавно перемещая исследуемое изделие 4 относительно дифференциального магнитопровода \ так, чтобы вершина выпуклого наконечника 15 магнитопровода 1 проходила вдоль линии на поверхности изделия, соответствующей подлежащему контролю профилю стенки изделия 4, по шкале стрелочного индикатора 10 получают плавно изменяющиеся показания, отвечающие текущим значениям магнитного сопротивления рабочего зазора 2 магнитопровода 1 при различных пространственных положениях в нем вспомогательного агента (шарика), т.е. положениях, определяемых текущими значениями толщины стенки изделия на ее последовательно проходимых участках. В случае подключения к выходу детектора 9 самописца 22 с помощью рассматриваемого устройства может быть получена непрерывная кривая профилограмма, характеризующая закон изменения толщины стенки контролируемого изделия 4 вдоль задаваемой на его поверхности кривой. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ толщинометрии стенок 5 пустотелых изделий с затрудненным доступом в полость, заключающийся в том, что с внешней стороны контролируемого изделия устанавливают источник магнитодвижущей силы, внутрь из10 делия вводят вспомогательный ферромагнитный агент, который магнитным полем источника магнитодвижущей силы прижимают к внутренней поверхности контролируемой стенки изделия» о тf5 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и оперативности измерений, магнитное поле источника магнитодвижущей силы разделяют на два постоянных 20 по направлению магнитных потока, предварительно в контуре первого магнитного потока устанавливают в фиксированном положении вспомогательный ферромагнитный агент, измеряют сопротивление контура второго магнитного по25 тока до равенства величин обоих магнитных потоков, изделие с помещенным в него магнитным агентом вводят в контур первого магнитного потока таким образом, что магнитный поток проОперативность и непрерывность зо ходит последовательно через контроизмерений при этом достигаются предлируемую стенку, ферромагнитный элеварительной градуировкой шкалы стре, мент и противоположную стенку изделочного индикатора 10 непосредственлия, а о толщине контролируемой стенно* в единицах контролируемого параметра - толщины, что обеспечивается 35 ки судят по степени перераспределения магнитного потока между контурами. с помощью набора калиброванных по толщине эталонных образцов - пластин; 2. Устройство для толщинометрии последовательно вводимых при предстенок пустотелых изделий с затрудварительной градуировке устройства ненным доступом в полость, содержамежду вершиной выпуклого наконечника 40 щее магнитопровод Ф-образной формы 15 магнитопровода 1 и ферромагнитным с двумя зазорами, один из которых шариком 21 * предназначен для размещения контролируемого изделия, и с обмоткой возбуждения на среднем стержне и источГрадуировка шкалы стрелочного ий- . 45 ник питания, о т л и ч а ю щ е е с я дикатора 10, произведенная с помощью тем, что, с целью обеспечения непре.набора эталонных образцов-пластин, рывного измерения, повышения его точизготовленных из какого-либо одного ности и производительности, оно снабдиамагнитного материала, остается жено цилиндрической двухполюсной при этом справедливой для толщино50 рамкой с приводом и токосъемником, метрни изделий, выполненных из люподключенным к токосъемнику последобых других диамагнитных материалов, вательно соединенными усилителем печто наряду с единством и универсальременного тока, детектором и индиканостью шкалы прибора определяет нетором, а также вариатором воздушного посредственную выдачу устройством результатов измерений в единицах 55 зазора, выполненным в виде клиновидной ферромагнитной рейки, установленконтролируемого параметра независимо ной во втором зазоре с возможностью от электрофизических характеристик поворота относительно магнитопровода, материала нсследуемых изделий. 8 12 V. 288 наконечники магнитопровода, обраисточник постоянного тока выполнен зующие зазор для контролируемого в виде управляемого стабилизатора изделия, выполнены в виде концентричпостоянного тока, первый выход котоных сферических поверхностей. рого соединен с обмоткой возбуждения , а второй выход - с приводом 4, Устройство по п. 2, о т л идвухпопюсной рамки, а боковые ветви ч а г а щ е е с я тем, что рамка сомагнитопровода вблизи центрального ставлена из двух симметричных секций стержня выполнены с шунтами и линейными обмоток полуципиндрической формы, воздушными зазорами,Р которых размещеимеющих зеркальную намотку и соедина цилиндрическая двухполюсная рамка. 10 3. Устройство по п. 2, о т л и последовательно - соглас ч а ю щ е е с я тем, что полюсные 22 Фаг.1 Фиг. 2 Редактор Н. Швыдкая Составитель И, Кесоян Техред Л.Кравчук фиг. J Корректор М. Самборская Заказ 4709/43 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4