Емкостный датчик для контроля размеров и формы отверстий

 

I/1 зобретение относится к измерительной т хнике. Цель - повышение точности емкостного датчика для контроля размеров и фор идент мы отверстий. Датчик содержит два ичных кольцевых измерительных электрода, которые расположёны соосно. Электрически Изолированный от них электропроводный экран с кольцевым наружным выступом, выполненным в его центральной части, установлен в зазоре между измерительными электродами. Два предохранительных электрода закреплены на концах экрана. Измерительные электроды выполнены в виде хотя бы двух пар изолированных одна от другой сегментных частей, длина которых превышает ширину кольцевого выступа экрана. Диаметр предохранительных электродов превышает диаметр измерительных электродов. В экране выполнено сквозное аксиальное отверстие, закрытое с обоих концов пробками с выполненными в них аксиальными направляющими отверстиями. Установочная струна размещена в направляющих отверстиях пробок. 3 ил. ел с

(39) (I I) (5()5 G 01 В 7/12

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

РСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

СТВО СССР

ТЕНТ СССР) ГОСУ А

ВЕД М (ГОС А

К А ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 (22) 0 (46) 0 (71) К щево (72) Д ренк (56) А

М 97

П

G01 (54) Е

РА3 (57) ной т емкос и фо иден элект

И ной те измер повер метра диаме разме

И ний, к линд разли ренни род, разме выпол подви ния с непод повер чие со

19081/28 ,02.90 .02,93. Бюл. М5 евский технологический институт пипромышленности

П.Коломиец, Л,Г.Кузнецова, А.Г.Мазуи С.Д.тарасенко торское свидетельство СССР

098, кл. G 01 В 7/00, 1979. тент Великобритании М 1564727, кл, 7/08, 1985, костный ддтчик для контроля еРОВ и ФОРмы ОТВеРстий зобретение относится к измерительхнике. Цель — повышение точности ного датчика для контроля размеров мы отверстий. Датчик содержит два ичных кольцевых измерительных ода, которые расположены соосно, обретение относится к измерительнике и может быть использовано при нии расстояний до криволинейных настей, например при контроле диаглубоких отверстий или внутреннего ра труб, а также при определении ов отверстий овальной формы. вестен емкостный датчик перемещеторый содержит неподвижные циические внешние электродй с ной площадью поверхности и внутцилиндрический сплошной элект между которыми коаксиально ены два секционированных экрана, енных идентично, но один из них ен и сочленяется s процессе измереонтролируемым обьектом, а другой ижно закреплен через изоляторы на ости внутреннего электрода. Налилененного с контролируемым объек2

Электрически изолированный от них электропроводный экран с кольцевым наружным выступом, выполненным в его центральной части, установлен в зазоре между измерительными электродами. Два предохранительных электрода закреплены на концах экрана. Измерительные электроды выполнены в виде хотя бы двух пар изолированных одна от другой сегментных частей, длина которых превышает ширину кольцевого выступа экрана. Диаметр предохранительных электродов превышает диаметр измерительных электродов. В экране выполнено сквозное аксиальное отве рстие, закрытое с обоих концов пробками с выполненными в них аксиальными направляющими отверстиями. Установочная струна размещена в направляющих отверстиях пробок. 3 ил. том подвижного экрана усложняет конструкцию и снижает точность устройства.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является датчик для контроля размеров и формы 04 отверстий, содержащий два идентичных соосно расположенных и аксиально разнесен- О . ных кольцевых измерительных электрода, QQ коаксиально размещенный в них и электрически от них изолированный электропро- у водный экран с кольцевым наружным выступом, выполненным в его центральной части и установленным в зазоре между измерительными электродами, и два предохранительных электрода, закрепленных на концах экрана.

Однако это устройство имеет узкий диапазон измерений, значительную погрешность при измерении овальных отверстий, 1793198 отсутствует взаимозаменяемость узлов, несены по обе стороны от выступа 10 элекснижена производительность измерений. тропроводного экрана 3. Точное взаимное

Целью изобретения является повыше- расположение втулок 4 на экране 3 обеспение точности измерений, чивается штифтом 19.

Для достижения поставленной цели в 5 Вкаждомвыступе18соосновыполнено емкостном датчике для контроля" размеров по четыре сквозных ступенчатых отверстия и формы отверстий, содержащеМ два иден- 20для фиксации сегментных полосок 6-9 на тичных соосйо расположенных и аксиально втулке 4 посредством, например, винтов 10. разнесенных кольцевых измерительных С этой целью в обоих торцах полосок 6-9 по электрода, коаксиально размещенный в них 10 продольной оси и среднему радиусу сегмен: и электрически от них изолированный алек- та имеется по одному глухому отверстию 21 тропроводный экран с кольцевым наруж- с резьбой. ным выступом, выполненным в его Оба предохранительных электрода 5 центральной части и установленным в зазд- выполнены в форме цилиндра малой высоты ре между измерительными электродами, и "5 с резьбовым отверстием по центру и каждва предохранительных электрода, закреп- дый из ни= имеет наружный диаметр незна: ленных на концах экрана, измерительные чительно больше, чем наружный диаметр электроды выполнены в виде не менее, чем измерительных электродов, что позволяет двух пар изолированных одна от другой cer- предотвращать паразитное замыкание изментных частей, длина которых превышает 20 мерительного поля датчика при контакте с ширину кольцевого выступа экрана, диа.- электропроводной поверхностью объекта метр предохранительных электродов пре- . 22 контроля, а также способствует быстрому вышает . диаметр измерительных-: центрированию датчика в измеряемом отэлектродов, в экране выполнено сквозное верстии. аксиальное отверстие, закрытое с обоих 25 . При измерении глубоких отверстий, наконцов пробками с выполненными в них пример проходного сечения прямых труб, аксиальными направляющими отверстия- целесообразно исйользовать центрируюми, а датчик снабжен установочной струной, щую струну 16, которая располагается в каразмещенной в направляющих отверстиях либровочном отверстии 23 пробок 24, пробок; .: .:: ..:.... 30 закрепленных с обоих торцов экрана 3 гайНа фиг.1 изображен общий вид датчика, ками 12. продольный разрез; на фиг.2- сечение А — А Если измерение производят с использо- . на фиг,1; на фиг.З вЂ” схема электрических ванием центрирующей струны 16, то вначасоединений датчика; ле ее пропускают через гайку 12, Датчик для контроля размеров и формы 35 калибровочное отверстие 23 в пробке 24 и отверстий состоит из двух измерительных сквозное отверстие 14, затем через другое электродов 1 и 2, электропроводного зазем- калибровочное отверстие 23 в пробке 24 и ленного экрана 3, двух изоляционных вту- гайку 12, после чего пробки 24 прижимают лок 4, а также двух предохранительных гайками 12 к торцам экрана 3. электродов 5 в виде колец. Каждый измери- 40 Емкостный датчик работает следующим тельный электрод (1 или 2) набрайиз четы- образом, рех идентичных .сегментных полосок 6-9, Датчик помещают в измеряемое отвервыполненных в виде 1/4 части поверхности стив, закрепляют неподвижно и подключакольцеобразного цилиндра.. ют к источнику питания напряжения

Электропроводный экран 3 выполнен в 45 переменного тока с помощью коммутационвиде цилиндра с кольцеобразным цилинд- ного устройства, организуют подачу напрярическимэкранирующим выступом10посе-." жения к двум противоположным редине. По обеим краям экран 3 имеет сегментйым полоскам, например полоскам участки 11 с резьбой для установки предо- 6 и 7, измерительных электродов 1 и 2 высохранительных электродов 5 и прижимных 50 кого и низкого потенциала. При этом другая гаек 12, а в выступе 10 — отверстие 13 под пара (полосок 8 и 9), а также экран 3, предоштифт. По продольной оси экран 3 имеет хранительные электроды 5 и электропросквозное отверстие 14, предназначенное водный объект 22 контроля заземлены для пропускания проводов 15электрическо- (фиг.3). В зависимости от расстояния (зазого соединения и центрирующей струны 16. 55 pa) между наружной поверхностью измериК измерительным электродам и 2 провода тельных электродов датчика и

15 подведены по каналам 17 в теле экрана электропроводной поверхностью объекта

3 и втулок 4. Эти втулки имеют цилиндриче- 22 контроля изменяется величина емкости скую поверхность с выступами 18 по краям, между электродами 1 и 2. По величине этой

Они соосно расположены и аксиально раз- емкости судят об измеряемом диаметре в

1793198 ро ид ны ко че ны вы та ми эл о плЬскости, проходящей по оси датчика или контролируемого отверстия через середину полосок 6 и 7. Величину емкости регистриру1от, после чего напряжение подводят к полоскам 8 и 9 обоих измерительных электродов, а полоски 6 и 7 заэемляют и определя от величину емкости, по которой судят о дизметре отверстия в плоскости, проходящей через середину полосок 8 и 9. Таким образом определяют диаметр в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, по котор м судят о форме отверстия, т.к. при ра енстве диаметров отверстие имеет форм круглую, а при существенном отличии— ов льную, При измерении глубоких отверст и (внутреннего диаметра труб) использую центрирующую струну 16, которую предварительно пропускают через датчик и ус овный центр кбнтролируемого отверст я. Если на измеряемой поверхности имею ся отложения (накипь), то с помощью да чика определяют проходное сеченйе.

Не менее чем пятикратное превышение дл ны сегментных полосок над шириной экФормула изобретения

Емкостный датчик для контроля размеи формы отверстий, содержащий два нтичных соосных, аксиально разнесенкольцевых измерительных электрода, ксиально размещенный в них и электрики от них изолированный электропроводэкран с кольцевым наружным выступом; олненным в его центральной части и усовленным в зазоре между измерительныэлектродами, и два предохранительных ктрода, закрепленных на концах экрана, л и ч а ю шийся тем. что, с целью ранирующего кольцевого наружного выступа экрана между измерительными электродами обеспечивает отсутствие влияния колебаний длины сегментных полосок на ве5 личину номинальной емкости датчика (погрешность не превышает 0,08 ), что позволяет практически исключить требование к точному обеспечению заданных геометрических параметров сегментных

10 полосок (измерительных электродов). Это существенно упрощает производство дат- чиков и снижает их себестоимость при на. дежном обеспечении номинальной функции преобразования при массовом пройзводст15 ве датчиков.

Использование предохранительных(охранных) колец с диаметром, превышающим наружный диаметр экранирующего выступа и незначйтельно меньшим наименьшего ди20 аметра контролируемого отверстия, позволяет значительно ускорйть центрирование датчика в измеряемом отверстии, а следовательно, повысить производительность измерений, 25 повышения точности, измерительные электроды выполнены в виде не менее двух пар изолированных одна от другой сегментных частей, длина которых превышает ширину кольцевого выступа экрана, диаметр предохранительных электродов превышает диаметр измерительных электродов; в экране выполнено сквозное аксиальное отверстие, закрытое с обоих концов пробками с выполненными в них аксиальными направляющими отверстиями, а датчик снабжен установочной струной, размещенной в направляющих отверстиях пробок.

1795)93

1793198

Фиг.

5, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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