Устройство для измерения толщины стенки изделий из немагнитных материалов

 

Изобретение может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства. Целью изобретения является повышение производительности и точности измерения, что достигается за счет обеспечения проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия в процессе его изготовления, а также за счет использования в устройстве элемента Холла в качестве чувствительного узла. В процессе работы постоянный магнит наконечником размещают на поверхности измеряемой стенки изделия, с другой стороны которой размещают вспомогательный элемент. При изменении толщины стенки изделия изменяется расстояние между элементом и наконечником 11, а следовательно, и элементом 12 Холла, ЭДС которого измеряется и регистрируется блоком 6 регистрации. По показаниям блока 6 судят о толщине контролируемой стенки изделия. Возможна градуировка шкалы блока 6 регистрации непосредственно в мм, что позволяет производить отсчет толщины стенки изделия в любом сечении в процессе контроля. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g С 01 В 7./06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4 (21) 4609002/25-28 (22) 25.11.88 (46) 07. 10.90. Бюл. Р 37 (72) А,Д. Шутов и В.П. Кутов. (53) 53 1.717. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1254288, кл. G 01 В 7/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1190185, кл. G 01 В 7/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства. Целью изобретения является повышение производительности и точности измерения, что достигается за счет обеспечения проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия в

ÄÄSUÄÄ 1597521 А 1

2 процессе его изготовления, а также . за счет использования в устройстве элемента Холла в качестве чувствительного узла. В процессе работы постоянный магнит наконечником размещают на поверхности измеряемой стенки изделия, с другой стороны котдрой размещают вспомогательный элемент. При изменении толщины стенки изделия изменяется расстояние между элементом и наконечником, а следовательно, и элементом 12 Холла, ЭДС которого измеряется и регистрируется блоком 6 регистрации. По показаниям блока 6 судят о толщине контролируемой стенки изделия. Возможна градуировка шкалы блока 6 регистрации

40 непосредственно в мм, что позволяет производить отсчет толщины стенки изделия в любом сечении в процессе контроля. 4 ил.

1597521

Изобретс.ние относится к метрологии и может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства.

Целью изобретения является повы- шение производительности и точности измерения за счет обеспечения возможности проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия и использования в устройстве элемента

Холла в качестве чувствительного узла.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения; на фиг. 2 — схема измерения толщины криволинейной стенки изделия; на фиг. 3 — схема подсоединения элемента Холла; на фиг. 4 — экспериментальные графики для определения 0 гоправочного коэффициента при выборе диаметра вспомогательного ферромагнитного элемента в виде шарика.

Устройство содержит источник 1 магнитодвижущей силы и выполненный 25 в виде шарика вспомогательный ферромагнитный элемент 2, предназначенные для размещения с противоположных сторон измеряемой стенки изделия 3, блок 4 питания блок 5 измерения, блок б регистрации, при этом источник 1 магнитодвижущий силы выполнен в виде постоянного магнита 7 с наконечником 8 из магнитострикционного материала на рабочем торце, блок 4 питания выполнен в виде последовательно соединенных источника 9 постоянного напряжения, генератора 10 и стабилизатора 11, а блок 5 измерения — в .виде закрепленного на рабочем торце постоянного магнита 7, охваченного наконечником .8 элемента 12

Холла, два электрода 13 и 14 которого подключены к выходу стабилизато- . ра 11, а два других его электрода 15

45 и 16 соединены с блоком б регистрации а

Диаметр вспомогательного ферромагнитного элемента 2 определяют по следующей зависимости:

В $ и а 0,145 (л., а . где  — магнитная индукция;

$ — площадь поперечного сечения наконечника магнита; — магнитная проницаемость возрО духа р — плотность ферромагнитного элемента; а — ускорение свободного падения

Известно, что подъемная сила маг— нита определяется по формуле

В . $

""" = ËßÃ

Р, = m d (2) Масса шара и его объем определяются соответственно по формулам (3) m= gV, V= — -о 0

6 (4) где а — ускорение свободного падения; плотность шара;

D — диаметр шара, При удержании шарика магнитом в момент его отрыва силы должны быть равны (5) Подставив в формулу (2) формулы (3) и (4), получим:

Р - Пз.а

Р

6 (б) Подставив (1) и (6) в равенс во (5) и сделав необходимые преобразования, получим:

) эбВг э

D- " = 0,425 . (7) Р а р87i аоаа

По формуле (1) определяется диаметр шарика, который удерживается на магните в момент его отрыва, а при измерении толщины стенки этот диаметр необходимо уменьшить в зависимости от заданной максимальной толщины измеряемой стенки и магнитной индукции магнита.

Экспериментально определен поправочный коэффициент. Были взяты несколько шариков различных диаметров и магниты с различной магнитной индукцией и на основании эксперимента были построены графики (фиг. 4) зависимости диаметра шарика D от расстояния 1, с которого он начинает где S — площадь поперечного сече— ния магнита; ро- магнитная проницаемость воздуха;

 — магнитная индукция.

Подъемная сила магнита удерживает шарик определенной массы. Сила, которая отрывает шарик от магнита, равна

159 притягиваться к магниту. Поправочный коэффициент с различными магнитами был получен от 1,45 до 2,9, С учетом максимального размера (1 ориентировочно равно 25 мм) выбран поправочный коэффициент, равный 2,9. Тогда диаметр шарика с учетом поправочного коэффициента равен:

В2 ° Я

D 0,145 (8)

0o f"

Рассчитанный по формуле (8) диаметр шарика округляется в меньшую сторону до его ближайшего стандартного размера.

Устройство для измерения толщины стенки изделия работает следующим образом.

Источник 1 магнитодвижущей силы устанавливают с одной стороны измеряемой стенки изделия 3, а с противоположной — дополнительный ферромагнитный элемент 2, который притягивается магнитом 7. Затем включается блок 4 питания. При подаче тока на электроды 13 и 14 помещенного в магнитное поле элемента 12 Холла на середине его боковых граней (электроды 15 и 16) перпендикулярно току, возникает ЭДС Холла V„ = Ек Ь, где

b — ширина элемента Холла; Е д — напряженность электрического поля (поле Холла), которая в свою очередь, равна Е = К Н, где R — коэффициент

Холла; Н вЂ” напряженность магнитного поля; 1 — плотность тока в проводнике.

ЭДС Холла регистрируется блоком 6.

При перемещении устройства вдоль измеряемой стенки изделия 3 перемещается также элемент 2, прй изменении толщины стенки изделия 3 изменяется расстояние между элементом 2 и на7521

6 конечником, а следовательно, и ЭДС

Холла. Это изменение фиксируется блоком 6 регистрации. Шкала блока 6 регистрации может быть проградуирована в миллиметрах и показывать сразу толщину измеряемой стенки иэделия 3 в любом сечении, не прерывая процесс измерения.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении производительности и точности измерения за счет непрерывного

- измерения толщины стенки и применения элемента Холла, а также в упрощении конструкции.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины

2О стенки изделий из немагнитных материалов, содержащее источник магнитодвижущей силы и выполненный в виде шарика вспомогательный ферромагнитный элемент, предназначенные для раз25 мещения с противоположных сторон измеряемой стенки, блок питания, блок измерения и блок регистрации, о т л и ч а ю щ .е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точ3р ности измерения, источник магнитодвижущей силы выполнен в виде постоянного магнита с наконечником из магнитострикционного материала на рабочем торце, блок питания выполнен в виде последовательно соединенных источника постоянного напряжения, генератора и стабилизатора, а блок измерения выполнен в виде закрепленного на рабочем торце постоянного магнита, ох40 ваченного наконечником элемента Холла, два электрода которого подключены к выходу стабилизатора, а два других его электрода соединены с блоком регистрации.

1597521

Фи1

5 Ю 15 20 25 JO t,èì

Qv2.4

Составитель А. Черных редактор 0. 1Орковецкая Техред Л Олийнык Корректор С. Ыевкун

Тираж 502

Заказ .3039

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101