Способ измерения геометрических параметров детали
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5ц 4 G О1 В 7 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
КК6
Э (Ъ ( Л
) СР
00 (21) 4101844/24-28 (22) 28.07.86 (46) 23.06.88. Бюл. ¹ 23 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В. A. Иванов (53) 621.317.39:531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 938129, кл. G 01 В 7/00, 1980. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для размерного контроля, в том числе при создании трехкоординатных измерительных машин. Целью способа является повышение
ÄÄSUÄÄ 1404800 А1 производительности измерений геометрических параметров деталей и расширение области использования, которая достигается тем, что деталь погружают в емкость, заполненную водой. Помещают емкость последовательно в однородное и различающиеся по величине неоднородные магнитные поля, измеряют сигналы свободной прецессии протонов воды, выделяют из них гармонические сигналы, измеряют разности интенсивности сигналов на соседних частотах, получаемых при помощи Фурье-преобразования. По результатам измерений определяют границы объема, на которых разности интенсивности сигналов отличны от нуля.
3 ил.
1404800
35
55 о ;=уН; (i=1, 2, ..., n), (з! и,: „с относится к измерительной техникс и .. гнет быть использовано для размерного кои1роля, в том числе при создании трехкоординатных измерительных машин.
Цель изобретения — повышение производительности измерений и расширение области использования за счет измерения как электропроводных, так и неэлектропроводных деталей.
На фиг. I изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — график неоднородного поля; на фиг. 3 — расчет геометрических параметров конкретной детали.
Устройство состоит из емкости 1, заполненной водой 2, куда помещается измеряемая деталь 3, катушки 4 для воспроизведения однородного магнитного поля, катушек 5 и 6 для воспроизведения неоднородного магнитного поля, соединенных через коммутатор 7 с источником 8 постоянного тока, приемных катушек 9, соединенных с вычислительным блоком 10, один из выходов которого соединен с регистрирующим блоком 11, а другой — с коммутатором 7.
Способ осу|цествл яют следующим образом.
При погружении измеряемой детали 3 в емкость 1, заполненную водой 2, последняя вследствие своей малой вязкости быстро заполняет пустоты детали и, тем самым, принимает ее конфигурацию. После этого в катушку 4 с целью создания сильного однородного магнитного поля подается постоянный ток от источника 8 постоянного тока через коммутатор 7. Это поле направлено вдоль оси Z катушки 4. В результате протоны воды (ядра атомов водорода) поляризуются, Далее в катушку 4 через коммутатор 7 от источника 8 постоянного тока по сигналу вычислительного блока 10 подается мощный импульс тока, создающий поле обратной полярности. Этот ток значительно превышает первоначальный ток катушки 4. Время действия импульса выбрано так, что вектор намагниченности протонов воды поворачивается на 90 . Одновременно подается ток в катушки 5 и 6, создающие неоднородное поле с п осто ян н ым градиентом. Резул ьтирующее поле Н при этом направлено по-прежнему вдоль оси Z. Сразу же после прекращения действия импульса возникает свободная прецессия протонов в плоскости Х) .
При этом частота ь в каждом сечении оси Z (слое) пропорциональна напряженности H магнитного поля.
В -м сечении где у — гиромагнитное отношение; и — число слоев в емкости 1, определяемое разрешающей возможностью аппаратуры.
Сигналы свободной прецессии улавливаются с помощью приемных катушек 9. Сигналы катушек 9 поступают в вычислительный блок О, где подвергаются Фурье-преобразованию и последующей регистрации в памяти вычислительного блока 10. В результате получают амплитуды сигналов на каждой из частот ы. Начальная амплитуда сигнала несет информацию о количестве протонов воды в i-м сечении воды.
Для того, чтобы получить информацию о конфигурации детали, перечисленные процедуры неоднократно повторяют, при этом деталь (или поле) каждый раз поворачивается на некоторый угол. Конфигурация детали приближенно определяется методами томографии с последующим точным определением границ детали, на которых величина сигнала меняется скачкообразно.
Например, конфигурация плоской детали с цилиндрическими отверстиями определяется следующим образом. Предположим, что с системой катушек 4 — 6 связана система координат OXYZ, а с деталью — oxyz; обе системы осей в начальный момент совпадают.
Тогда (фиг. 3) все линии детали, параллельные оси оу — линии равной напряженности магнитного поля. Количество этих линий соответствует числу и выделяемых слоев детали (сечений).
Поэтому начальная амплитуда U; сигнала с частотой !!; связана с количеством воды в i-м сечении емкости (и детали) следующим образом:
Zd;i=ÊU;(î; (i=1, 2, ..., и),,11 ч где d; — количество воды в элементе (фиг. 3, заштрихован);
К вЂ” коэффициент.
После поворота детали на 90 относительно оси ох, т. е. в плоскости YZ, линии равной напряженности оказываются параллельными оси детали. Соответственно начальная амплитуда Z сигнала с частотой связана с количеством воды в i-м сечении емкос ги (и детали) следующим образом:
Zd;;=KUj;со;. т!!
В результате решения систем уравнений определяют количество воды в любом элементе емкости, а следовательно, и детали.
Там, где сигнал мал, воды нет и наоборот, поэтому на границе детали и воды величина сигнала изменяется от элемента к элементу скачком, что используется для уточнения границ детали. Знание коэффициента К при этом не требуется.
Регистрирующий блок 11, выполненный, например, в виде графопостроителя, применяют для автоматического построения чертежей детали (если это необходимо) и воспроизведения текстовой документации относительно детали.
1404800
Фиг. 7
Составитель К. Тавлинов
Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор A. Обручар
3aказ 3088/4! Тираж 680 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Способ измерения геометрических параметров детали, заключающийся в том, что деталь помещают в магнитное поле, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений и расширения области использования, деталь погружают в емкость с водой, преобразуют магнитное поле из постоянного однородного в пространЪ ственно неоднородное, измеряют сигналы свободной прецессии протонов воды, выделяют из них гармонические сигналы, измеряют разности интенсивности сигналов на соседних частотах, получаемых при помощи преобразования Фурье, по результатам измерений определяют границы объема, на которых разности интенсивностей сигналов отличны от нуля.