Спосіб товщинометрії крупногабаритних листових і рулонних виробів і пристрій для його здійснення

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 3(5D G 01 N 27/90 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К (21) 3 2 3 8 8 2 8 / 2 5 - 2 8 -.•..•=. (22) 2 8 . 0 1 . 8 1 (46) 2 3 . 0 7 . 8 3 . Бюл. № 27 (72) Б.П.Фридман (71) Уфимский авиационный им.Орджоникидзе " (53) 6 2 0 . 1 7 9 . 1 4 ( 0 8 8 . 8 ) . ; . ' V •. ,-• • ... V ' институт • '(56) 1. Авторское с в и д е т е л ь с т в о СССР № 3 5 9 5 0 6 , к л . G 01 В 7/06, 1965. 2 . Авторское с в и д е т е л ь с т в о СССР № 6 1 9 7 8 2 , к л . G 01 В 7/06, 1978 (прототип). (5 4) СПОСОБ ТОЛІ'ЩНОМЕТРИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВЫХ И РУЛОННЫХ ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. ( 5 7 ) 1 . Способ толщинометрии крупног а б а р и т н ы х листовых и* рулонных и з д е л и й , заключающийся в том, ч т о с одной стороны и з д е л и я устанавливают и с т о ч ник м а г н и т н о г о п о л я , а с п р о т и в о п о ложной стороны с о о с н о с и с т о ч н и к о м м а г н и т н о г о поля - измерительный и н дукционный п р е о б р а з о в а т е л ь , и толщину и з д е л и я определяют•по величине сигнала измерительного преобразоватэля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью повышения разрешающей способности и оперативности измерений при расширенных функциональных возможностях контроля изделий с п р о извольным с о ч е т а н и е м э л е к т р о - ; и м а г нитопроводящих с в о й с т в , и с т о ч н и к м а г нитного поля и измерительный п р е о б р а з о в а т е л ь фиксируют на п о с т о я н н о м р а с стоянии д р у г от д р у г а , на обмотку измерительного п р е о б р а з о в а т е л я дополн и т е л ь н о подают р е г у л и р у е м о е по ампл и т у д е и фазе переменное напряжение с ч а с т о т о й , равной ч а с т о т е и с т о ч н и к а м а г н и т н о г о п о л я , и компенсируют н а ,веденную в п р е о б р а з о в а т е л е ЭДС. Tito 7--, sp.t иTL I— В 1030718 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 емкость , а образуемый контур настраивают на частоту источника магнитного поля. 3. Способ по 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 изделия. 4. Способ по пп.1 и 2 , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, компенсацию наведенной Э С осуществляют при Д 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 го преобразователя производят при наличии эталонного образца в промежутке между источником магнитного поля и измеритепьным преобразователем. 6. Устройство для толщинометрии крупногабаритных листовых и рулонных изделий, содержащее соединенные последовательно генератор переменного тока и катушку возбуждения, распола-' гаемые с одной стороны изделия, и соединенные последовательно катушку измерительного преобразователя, располагаемую соосно с катуикой возбуждения , усилитель, детектор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е ся тем, что оно снабжено переменной емкостью, подключенной параллельно катушке и з мерительного преобразователя, и соединенными последовательно аттенюатором, подключенным к генератору переменного тока, и переменной дифференциальной фазовращающей ячейкой, подключенной к катушке измерительного преобразователя, которая установлена на фиксированном расстоянии от катушки возбуждения. Изобретение относится к измериделия устанавливают источник магниттельной технике и может использовать ного поля, а с противоположной сторося для неразрушающего профильного ны соосно с источником магнитного контроля листовых и рулонных изделий поля размещают измерительный индукциИзвестен способ толщинометрии и з онный преобразователь и толщину издеделий из электропроводящих материалия определяют по величине сигнала излов, заключающийся в том, что на кон мерительного преобразователя £2 j[. тролируемом участке изделия создают Недостатками этого способа являзамкнутую гальваническую цепь с поются его громоздкость и неоперативмощью контактных щупов и об измеряе- 10 ность, связанные с необходимостью мой толщине судят по проводимости применения и взаимоориентации трех указанной цепи, причем контактные индукционных узлов с использованищупы освещают ферромагнитными насадем измерителя линейных величин при ками, а между ними создают постояннепригодности способа для контроля ное магнитное поле £l[J. как ферромагнитных изделий, так и шнНедостатки этого способа состоят в 15 рокого класса объектов, диэлектрические и диамагнитные свойства которых его непригодности для контроля издесущественно отличаются от соответст- • лий из диэлектриков, магнитных и вующих свойств воздуха. электропроводящих материалов, покрытых изоляционными, оксидными и ме20 таллическими пленками. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является Известно устройство для толщино•устройство для толщинометрии крупнометрии крупногабаритных листовых и з габаритных и рулонных изделий, соделий, содержащее источник тока, кон держащее соединенные последовательтактные щупы, усилитель и индика25 но "генератор переменного тока и катор [ і ] . тушку возбуждения, располагаемые с Недостатком известного устройства одной стороны изделия, и соединенные является низкая точность контроля. последовательно катушку измерительНаиболее близким по технической ного преобразователя, располагаемую сущности к изобретению является способ толщинометрии крупногабаритных 30 по другую сторону^изделия соосно с катушкой возбуждения, усилитель, делистовых и рулонных изделий, заключа тектор и регистратор £2~J. юздийся в том, что с одной стороны из 1030718 тушке измерительного преобразователя, и соединенными последовательно аттенюатором, подключе иным к і є нератору переменного тока, и переменной дифференциальной фаэовращающей ячейкой , подключенной к катушке измериЦелью изобретения является повышетельного преобразователя, которая ние разрешающей способности и операустановлена на фиксированном расстоятивности измерений при расширенных нии от катушки возбуждения. функциональных возможностях контроля изделий с произвольным сочетанием На фиг.1 представлена обобщенная электро- и магнитопроводящих свойств, 10 схема измерений; на фиг.2 - блок-схеа также повышение точности и произвома устройства для реализации предладительности контроля. гаемого способа; на фиг.3 - принципиальная схема устройства. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу толщинометрии Для определения толщины изделия 1 крупногабаритных листовых и рулонных 15 последнее вводится между катушками изделий, заключающемуся в том, что с 2 и 3, первая из которых является каодной стороны изделия устанавливают тушкой возбуждения, связана с генераисточник магнитного поля, а с протитором 4 и является источником перевоположной стороны соосно с источнименного магнитного поля с ферромагком магнитного поля размещают измеринитным концентратором 5. Катушка 3 тельный индукционный преобразователь, 20 является катушкой измерительного ини толщину изделия определяют по велидукционного преобразователя, снабжечине сигнала измерительного преобрана концентратором б и вводится в зователя, источник магнитного поля и цепь, содержащую как кондуктивно измерительный преобразователь фиксивключенный источник 7 переменного наруют на постоянном расстоянии друг от 25 пряжения , синхронного с магнитным друга, на обмотку измерительного преполем катушки 3, так и индикатор 8 образователя дополнительно подают реуровня колебаний. Источник 7 имеет гулируемое по амплитуде и фазе перевозможность плавной подрегулировки менное напряжение с частотой, равной фазы, а уровень колебаний его может частоте источника магнитного поля, и 30 плавно варьироваться с помощью аттенкомпенсируют наведенную в преобразоюатора 9 напряжения. При измерении . вателе ЭДС. толщины изделия 1 напряжение источника 7 устанавливают в противофазе с Кроме того, к катушке измерительЭДС, наводимой в катушке 3 источником ного преобразователя параллельно подмагнитного поля (катушка 2) сквозь ключают переменную емкость, а образу- 35 контролируемый участок изделия 1, емый контур настраивают на частоту Затем аттенюатором 9 изменяют уровень источника магнитного поля. сигнала, подаваемого через катушку 3 Причем компенсацию сигнала с измеизмерительного преобразователя на рительного преобразователя осуществвход индикатора 8 уровня, до достиляют при отсутствии изделия. 40 жения последним нулевогр показания. При этом, с целью повышения точности контроля, компенсацию наведенПри этом о толщине изделия судят ной ЭДС осуществляют при наличии изпо уровню сигнала источника 7 или делия между источником магнитного попо положению подвижного контакта атля и измерительным преобразователем, тенюатора 9. а толщину изделия определяют по ве- 45 Чувствительность измерений может личине компенсационного напряжения. быть повышена при подключении к катушке 3 преобразователя 10 переменной Кроме того, с целью повышения проемкости и настройке контура на частоизводительности контроля, компенсацию ту источника магнитного поля (катушсигнала измерительного преобразователя производят при наличии эталонного об^- 50 ка 2) . раэца в промежутке между источником Из схемы по фиг.2 видно, что расмагнитного поля и измерительным пресмотренная схема измерений может быть образователем. упрощена, а стабильность и оперативность контроля повышены, если функКроме этого, у стройство для толщинометрии крупногабаритных листовых и 55 ции основного генератора, питающего катушку 2, и функции вспомогательного рулонных изделий, содержащем соедиисточника 7 напряжения будет выполненные последовательно генератор пенять общий генератор 11 переменного ременного тока и катушку возбуждения, тока, к выходу которого параллельно располагаемые с одной стороны изделия , и соединенные последовательно 60 подключена катушка 12 возбуждения, являющаяся источником магнитного покатушку измерительного преобразователя, а также последовательно включенля , располагаемую соосно с катушкой ные плавный аттенюатор 13 напряжения возбуждения^ усилитель, детектор й и переменная дифференциальная фазорегистратор, снабжено переменной емсдвигающая ячейка 14, выход которой костью, подключенной параллельно каНедостатком известного устройства является ограниченность его применения для материалов с различными свойствами. 1030718 введен в последовательную ц е п ь , содержащую как резонансный контур из катушки 15 измерительного преобразо•вателя и емкости 16, так и измеритель 17 уровня колебаний. 5 Как видно из ф и г . З , фаэосдвигающая ячейка 14 выполнена в виде сдвоенного RC-моста 18 с приключением к его выходной диагонали потенциометром 19, а в состав измерителя 17 уровня входят усилитель 2 0, детектирующее 10 звено 21 .и стрелочный индикатор 22. Катушка 12 возбуждения и катушка 15 измерительного преобразователя снабжены сердечниками 23 и 24 и экранирующими стаканами 25 и 26, а перпенди- 15 кулярно к общей оси сердечников 23 и 24 установлены направляющие 27 и 28 для протягивания рулонных изделий. К выходу детектирующего звена 21 параллельно с индикатором 22 подключены2Q релейный у з е л 2 9 , содержащий переменный резистор 30 и поляризованное реле . 3 1 , а также самописец 32, носитель которого имеет синхронный с установкой для протягивания рулонных изделий 25 привод. Тарировка устройства {фиг.З,) осуществляется путем последовательного ввода между направляющими 27 и 2 8 калиброванных по толщине образцов опре-деленного состава и достижения с помощью аттенюатора 13 нулевых показаний индикатора (положение движка потенциометра Т9, устанавливаемое при введении первого образца, в дальнейшем о с т а е т с я неизменным). при этом 35 шкала аттенюатора 13 градуируется непосредственно в единицах контролируемого параметра. Для толщинометрии изделий из различных материалов аттенюатор 13 снабжается набором на40 кладных шкал, каждая из которых о т градуирована в единицах толщины для соответствующего материала. Способ осуществляется следующим образом. 45 При проведении измерения исследуемое изделие 1 вводится между направляющими 27 и 28 устройства ( ф и г . 3 ) , з а т е м , после уточнения положения движка потенциометра 19 по минимуму eg показания индикатора 2 2 , плавно изменяют уровень сигнала, поступающего с выхода аттенюатора 13 на вход фазосдвигающей ячейки 14, до получения стрелкой индикатора 22 нулевого от- -_ клонений. В момент, когда индикатор 22 покажет нуль, указатель движка аттенюатора 13 покажет по градуированной шкале аттенюатора искомую толщину и з д е л и я . Для контроля разногабаритных и з - ^0 делий фазу и уровень сигнала, поступающего с выхода аттенюатора 13 через фазосдвигающую ячейку 14 на резонансный контур, предварительно устанавливают т а к , чтобы при отсутствии контролируемого 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 и з д е лия 1 между направляющими 2 7 и 2 8 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 р е з о нансный контур, устанавливают т а к , чтобы сигнал на входе усилителя 20 был равен нулю. Вводя затем- в устройство образец изделия, имеющий предельно допустимое отклонение толщины о т носительно первого образца, у с т а н а в ливают 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 р е л е . Если в процессе работы устройства толщина протягиваемого между направляющими 27 и 28'изделия отвечает но- • миналу, то на входе усилителя 20 сигнал о т с у т с т в у е т , реле 31 обесточено, а стрелка индикатора не отклоняется от нуля. С появлением у рулонного изделия 1 отклонения от номинальной 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 и з д е лий. Ленточный носитель самописца 32 при этом перемещается синхронно с протягиванием рулона контролируемого изделия. В моменд, когда толщина и з делия 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 о с т а - • нов двигателя подачи рулонного и з д е лия. 1030718 11 15 17 Составитель Ю.Глазков Редактор Н.Лазаренко Техред А.Дч Корректор О.Билакі Заказ 5203/45 Тираж 873 Подписное В И Г И Государственного комитета СССР Н ИТ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Филиал П П "Патент" , г.Ужгород, П ул.Проектная, 4