Датчик положения стыка кромок свариваемых деталей

 

(72) Авторы изобретения

И. В. Воротило и М. Я. Лапакер,.

1 (7I ) Заявитель (54)ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СТЫКА КРОМОК

СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при дуговой и высокочастотной сварке.

Известен датчик положения сваривае" мого стыка, включающий чувствительный элемент в виде разделенного на части немагнитной прокладкой сердечника с размещенными на нем питающей обмоткой, обмоткой рабочего, сигнала и обмоткой компенсации погрешности.

При этом сердечник датчика выполнен из одной центральной Ш-образной и двух П-образных частей, а на среднем стержне Ш-образной части сердечника

3S расположена питающая обмотка, на промежуточных частях магнитопровода уложены встречно включенные обмотки рабочего сигнала и на П-образных частях

20 сердечника уложены обмотки компенсации погрешности, включенные встречно-последовательно с обмотками рабочего сигнала (1) Недостатком данного датчика является сложность его конструкции и малый уровень выходного сигнала.

Известен также датчик положения свариваемого стыка, содержащий блок ввода .в изделие магнитного потока в виде проводника с током, укладываемого между свариваемыми кромками, и чувствительный элемент, представляюврФ собой блок фиксации изменения магнитного потока, выполненный в виде оди-. нарной катушки, расположенной на стержневом цилиндрическом сердечнике (2 1.

Несмотря на то, что само конструктивное выполнение данного датчика проще в силу присутствия в датчике двух отдельных каналов, каждый иэ которых предполагает наличие различных электронных устройств для ввода магнитного потока и для формирования выходного сигнала, общее техническое решение такого датчика является доволь. но сложным.

872Î97

40

Недостатком датчика является присутствие s нем двух отдельных блоков, каждый из которых осуществляет присущие ему функции - либо ввод, либо фиксацию магнитного потока, что усложняет устройство датчика. Невысокий уровень выходного сигнала таких дат,чиков требует;вспомогательных устройств усилителей, преобразователей, детекторов и т.д.) для увеличения вы- !О ходного сигнала до величины, пригодной к использованию. Кроме того, размещение проводника с током между сва-, риваемыми кромками для ввода магнитного потока в изделие в некоторых слу- 1s чаях затруднительно или невозможно, например в случае высокочастотной сварки труб, когда зазор между свариваемыми кромками имеет У-образную форму.

Последнее сужает возможность применения известного датчика.

Цель изобретения — упрощение датчика и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается за счет того, что в датчик положения стыка кромок свариваемых деталей, содержащий генератор переменного тока и катушку индуктивности, генератор выполнен по схеме автогенераторного преобразователя, а катушка индуктивности включена в цепь колебательного контура генератора.

На чертеже изображен предлагаемый датчик.

Датчик содержит чувствительный элемент в виде катушки индуктивности !, которая включена параллельно в депь колебательного контура 2, состоящего из индуктивности 3 и емкости

4, автогенератора, собранного на транзисторе 5 по схеме с трансформаторной обратной связью. Обратная связь осуществляется через индуктивность

6, резисторы 7-9, которые служат для выбора рабочей точки характеристики 4> транзистора.

Датчик работает следующим обраs îì.

Катушка индуктивности 1 устанавливается над иэделием с зазором 2-4 мм. 50

При включении напряжения питания в колебательном контуре 2 возникают колебания, Часть этих колебаний через индуктивность 6 поступают на вход транзистора, усиливаются за счет постоянной энергии источника питания и возвращаются в колебательный контур 2, Таким образом, в колебательном контуре 2 поддерживаютсяi íåçàòóõàI0øèå периодические колебания. Чувствительный элемент в виде катушки индуктивности 1, включенный в контур, создает в изделии вихревые токи. Контур вихревых токов определяется. взаимным расположением катушки индуктивности и свариваемого стыка. Вихревые токи в изделии создают csoe электромагнитное поле магнитный поток которого взаимодействует с той же катушкой индуктивности 1. Так как катушка индуктивности 1 включена в цепь колебательного контура 2, а магнитный поток зависит от взаимного расположения свариваемых кромок и катушки, то при смещении кромок относительно катушки буде-, изменяться величина магнитного потока, индуктивность катушки 1, а значит и общее реактивное сопротивление колебательного контура. При этом изменяется амплитуда, частота и фаза автоколебаний. Любой из этих параметров может служить выходным сигналом.

Наиболее удобно в качестве выходного сигнала использовать изменения амплитуды автоколебаний, для чего достаточно к выходу датчика по постоянному току подключить простейший стрелочный вольтметр, так как при "уходе" кромок изменение выходного напряжения достигает нескольких вольт. При работе датчика положения свариваемого стыка в составе системы автоматнческого наведения электрода на стык положение стыка определяют пса самому большому минимуму выходного напряжения ° °

Предлагаемый датчик проще известных, и в то же время уровень выходного сигнала его выше. Это обусловлено тем, что в данном датчике совмещается работа нескольких отдельных устройств, входящих в блок ввода и блок фиксации. Простое схемное решение датчика в виде автогенераторного преобразователя позволяет выполнять преобразование постоянного напряжения в высокочастотное для питания чувствительного элемента, усилие электрических сигналов, поступающих с чувствительного элемента, формирование и выпрямление выходного напряжения, Датчик обладает большой чувствительностью и большим уровнем выходного сигнала sa счет использования автогенераторного преобразователя.

Это позволяет применять датчик не

5 87 только как информационное устройство, но и непосредственно включать в системы автоматического управления.

Предлагаемый датчик не имеет отдельной обмотки возбуждения магнитного потока, что .делает его более удобным в эксплуатации и расширяет области его применения.

Кроме того, такой датчик можно испольэовать также для наведения дефектоскопа на сварной шов, если конфигурация или электропроводность сварного шва отличны от основного металла изделия, так как величина вихревых токов в изделии зависит от расстояния катушки до металла и от электропроводности металла, что также расширяет возможности применения.

2097

Формула изобретения

Датчик положения стыка кромок свариваемых деталей, содержащий генератор переменного тока и катушку индуктивности, отличающийся тем, что с целью упрощения датчика и расширения области его применения, генератор выполнен по схеме ав когенера«

1о,торного преобразователя, а Йтушка индуктивности включена в цепь колаба1 тельного контура генератора.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское свидетельство СССР

9 580957, кл. В 23 К 9/10, 28.07.75.

2. Авторское свидетельство СССР

9 585001, кл. В 23 К 9/10, 04.02.76, ВпИИ11И Заказ 8890/18 Ти аж 1 151 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4