Устройство для контроля толщины металлических изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

375468

Сова Сооетсиих

Соииалистичесиих

Реслублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14ЛХ.1971 (М 1699490125-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23Л!!.197i3. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания ЗХП.1973

М. Кл. G 01Ь 7/06

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК ЬЗ1.717.1(008.8) Авторы изобретения

Б. И. Блажкевич, Г. Н. Макаров, Э. И. Павлюк и Ю. М. Шумков

Физико-механический институт АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЪ|

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при контроле металлических изделий токовихревым методом.

Известные устройства для контроля толщины металлических изделий содержат двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнения, избирательного усилителя, фазовращателя и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного из лерительного канала, и цепь регулирования низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, выполненную в виде фильтра и компенсатора. Недостатком известных устройств является невысокая точность измерения, обусловленная различием характеристик измерительных каналов и их нестабильностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Для этого в предлагаемом устройстве цепь регулирования выполнена в виде широкополосного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, соединенного с датчиком, двухчастотного регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выходы с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращателя и фазочувствительного детектора, регулирующий вход широкополосного усили5 теля соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилителя высокочастотного канала через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с ре10 гулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Двухчастотный дифференциально-транс15 форматорный датчик 1, располагаемый над контролируемой деталью 2, соединен с низкочастотным 3 и высокочастотным 4 генераторами и с входом широкополосного усилителя

5 с регулируемым коэффициентом усиления.

20 Выход широкополосного усилителя через двухчастотный регулируемый фазовращатель б соединен с входами низкочастотного и высокочастотного каналов. Каждый из каналов состоит из последовательно соединенных по25 лосовых фильтров 7 и 8 низкой и высокой частоты, схем 9 сравнения и 10, избирательных усилителей 11 и 12, фазовращателей 13 и 14, фазочувствительных детекторов 15 и 1б. Индикатор 17 включен на выходе фазочувстви30 тельного детектора низкочастотного измери 3i75468

Зо

40

65 тельного канала. Схемы сравнения соединены с низкочастотными и высокочастотными генераторами через фазовращатели 18 и 19 и регуляторы 20 и 21 амплитуды. Выход фазовращателя 14 через дополнительные фазоврашатель 22 и фазочувствительный детектор 28 соединены с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.

Фазочувствительные детекторы 1б и 28 соединены с высокочастотным генератором, детектор 15 с низкочастотным генератором, а выход детектора 1б с регулирующим входом широкополосного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

Первичные обмотки двухчастотного дифференциально-трансформаторного датчика питаются суммарным напряжением, вырабатываемым низкочастотным и высокочастотный генераторами. Выходное вносимое напряжение датчика подается на широкополосный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. В зависимости от величины управляющего напряжения, обусловленного изменением амплитуды высокочастотной компоненты, коэффициент усиления широкополосного усилителя изменяется как для высокочастотной, так и для низкочастотной компонент входного сигнала. С выхода широкополосного усилителя напряжение поступает на двухчастотный регулируемый фазовращатель, который изменяет начальную фазу обеих компонент входного сигнала в зависимости от напряжения управления, обусловленного изменением высокочастотной компоненты. Низкочастотная компонента содержит информацию как о толщине и электропроводности контролируемого изделия, так и о зазоре между датчиком и изделием. Высокочастотная компонента содержит информацию только о зазоре и электропроводности, что достигается соответствующим выбором частоты высокочастотного генератора.

При увеличен ии зазора уменьшается амплитуда и изменяется начальная фаза как высокочастотной, так и низкочастотной компонент выходного вносимого напряжения датчика.

Низкочастотная часть схемы является измерительной частью и ее индикатор отградуированным в единицах толщины. Высокочастотная часть схемы служит для того, чтобы исключить влияние изменений зазора на показания измерительного прибора.

Фазочувствительные детекторы низкочастотного и высокочастотного измерительных каналов настроены так, что изменения электропроводности контролируемого изделия не изменяют их выходных сигналов.

Выходное напряжение двухчастотного регулируемого фазовращателя последовательно поступает на фильтр высокой частоты и схему сравнения. На другой вход схемы сравнения поступает напряжение постоянной амплитуды, совпадающее по фазе с напряжением на первом входе схемы сравнения, Усиленный и соответствующим образом сфазированный разностный сигнал поступает на фазочувствительный детектор и через девяностоградусный фазовращатель на дополнительный фазочувствительный детектор. Оба фазочувствительных детектора управляются напряжением генератора высокой частоты. Выходное напряжение ф азочувствительного детектор а регул ирует коэффициент усиления широкополосного усилителя, а выходное напряжение дополнительного фазочувствительного детектора регулирует фазу двухчастотного регулируемого фазовращателя.

При увеличении (уменьшении) зазора между датчиком и контролируемым изделием уменьшаются (увеличиваются) амплитуды и увеличиваются (уменьшаются) фазы вносимых низкочастотной и высокочастотной компонент сигнала датчика, увеличивается (уменьшается) амплитуда и уменьшается (увеличивается) фаза напряжения на выходе схемы сравнения, увеличивается (уменьшается) выходное напряжение фазочувствительпого детектора lб, что приводит к увеличению (уменьшению) коэффициента усиления широкополосного усилителя и к уменьшению (увеличению) первоначальных значений фазы обоих компонент в двухчастотном регулируемом фазовращателе. 1 аким образом, амплитуда и фаза как высокочастотной, так и низкочастотной компонент вносимого напряжения датчика после прохождения через широкополосный усилитель и двухчастотный регулируемый фазовращатель остаются практически постоянными при изменениях зазора.

Этим достигается независимость показаний индикатора устройства от изменений зазора между датчиком и контролируемым изделием.

Предмет изобретения

Устройство для контроля толщины металлических изделий, содержащее двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнения, избирательного усилителя, фазовращателя и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного измерительного канала, и- цепь регулирования низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, цепь регулирования выполнена в виде широкополосного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, соединенного с датчиком, двухчастотного регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, а выходы — с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращателя и фазочувствительного детектора, регулирую8 75468

Составитель И. Кесоян

Техред Т, Ускова

Корректор Л. Чуркина

Редактор Н. Воликова

Заказ 1834/3 Изд. М 1364 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 щий вход широкополосного усилителя соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилителя высокочастотного канала

6 через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращателя.