Способ измерения геометрических параметров электропроводящих изделий

Способ измерения геометрических параметров электропроводящих изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что у поверхности изделия размещают возбудитель вихревых токов в виде линейного проводника и определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов в контрольной точке пространства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения толщины изоляционного покрытия и диаметра цилиндрических изделий, дополнительно используют вторую контрольную точку, обе точки выбирают в плоскости, перпендикулярной оси изделия и на одинаковом расстоянии от нее, возбудитель вихревых токов размещают в одной из контрольных точек, определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов во второй контрольной точке и по измеренным направлениям векторов магнитной составляющей поля вихревых токов в двух контрольных точках определяют толщину изоляционного покрытия и диаметр изделия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 1,:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»»»»„.„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3660622/25-28 (22) 03.11.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) И. Ю. Быховский (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 531.717.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 175244, кл. G 01 В 7/12, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 913043, кл. G 01 В 7/06, 1980. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что у поверхности изделия размещают возбудитель вихревых токов в виде линейного проводника и определяют направление вектора магнитной составляющей

ÄÄSUÄÄ1155844 A

4(1) G 01 В 7/06, G 01. N 27 90 поля вихревых токов в контрольной точке пространства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения толщины изоляционного покрытия и диаметра цилиндрических изделий, дополнительно используют вторую контрольную точку, обе точки выбирают в плоскости, перпендикулярной оси изделия и на одинаковом расстоянии от нее, возбудитель вихревых токов размещают в одной из контрольных точек, определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов во второй контрольной точке и по измеренным направлениям векторов магнитно и составляющей поля вихревых токов в двух контрольных точках определяют толщину изо- д ляционного покрытия и диаметр изделия.

1155844

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения толщины изоляционных покрытий и диаметра электропроводящего цилиндрического изделия, например труб, осей, валов.

Известен способ измерения геометрических параметров электропроводяшего цилиндрического изделия, заключающийся в том, что электропроводяшее цилиндрическое изделие помешают в возбудитель вихревых токов, в качестве которого используют проходной вихретоковый преобразователь, и по разности модулей активной и реактивной составлляющих напряжения возбудителя судят о диаметре изделия (1).

Известный способ имеет относительно низкую точность из-за влияния различных мешающих факторов окружающей среды, а также нестабильности электропроводимости матер и ал а издели я. Кроме того, не всегда возможно технологически и конструктивно поместить объект контроля внутрь проходного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изхерения геометрических параметров электропроводяших изделий, заключак щийся в том, что у поверхности изделия размещают возбудитель вихревых токов в виде линейного проводника и определяют направление вектора м агнитной составляющей поля вихревых токов в контрольной точке пространства. Способ позволяет определить направление вектора напряженности магнитного поля, не зависящее от мешающих факторов (2).

Данный способ может быть использован для измерения толщины изоляционных покрытий только плоских электропроводящих изделий. .Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем одновременного измерения толщины изоляционного покрытия и диаметра цилиндрических изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения геометрических параметров электропроводяших изделий, заключаюгцемуся в том, что у поверхности изделия размещают возбудитель вихревых токов в виде линейного проводника и определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов в контрольной точке пространства, дополнительно испол ьзуют вторую контрольную точку, обе точки выбирают в плоскости, перпендикулярной оси изделия и на одинаковом расстоянии от нее, возбудитель вихревых токов размещают в одной из контрольных точек, определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов во второй контрольной точке и по измеренным направлениям векторов магнитной составляющей поля вихревых токов в двух

55 контрольных точках определяют толщину изоляционного покрытия и диаметр изделия.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Для реализации способа используют возбудитель 1 вихревых токов в виде линейного проводника, который совмещен с первой контрольной точкой А, две взаимно перпендикулярные катушки 2 и 3, размещенные в той же точке А, две взаимно перпендикулярные катушки 4 и 5, размещенные во второй контрольной точке В.

Контрольные точки А и В расположены в плоскости, перпендикулярной оси цилиндрического электропроводящего изделия

6 и на одинаковом расстоянии от нее.

Способ осуществляется следующим образом.

Возбудитель 1 вихревых токов размещают над контролируемым электропроводяшим цилиндрическим изделием 6, радиус R и толщину Z изоляционного покрытия которого необходимо измерить. В качестве возбудителя 1 используют плоскую прямоугольную катушку, нижнюю сторону которой, представляющую собой линейный проводник, располагают параллельно оси электропроводящего цилиндрического изделия 6.

Можно считать, что вихревые токи возбуждаются в контролируемом электропроводящем цилиндрическом изделии 6 главным образом этим проводником, а влиянием трех других сторон (линейных проводников) катушки возбудителя 1 на поле вихревых токов можно пренебречь. Магнитное поле линейного проводника с током в плоскости, перпендикулярной проводнику, представляет собой концентрические окружности с центром в точке пересечения плоскости с пооводником. Значения нормальных H>,, и тангенциальных И, Н составляющих векторов магнитной составляющей поля вихревых токов измеряют в двух контрольных точках А и В пространства, расположенных над поверхностьюэлектропроводящего цилиндрического изделия 6 таким образом, что расстояние ОА равно расстоянию ОВ с помощью катушек 2 и 4 и перпендикулярных им соответственно катушек

3 и 5. По известным значениям нормальных Н,, Н, и тангенциальных Я, Hgд составляющих векторов магнитной составляющей поля вихревых токов, которые пропорциональны напряжениям, наводимым в катушках 2, 4 и 3, 5, определяют направления «р1, <р векторов Н ь Н2 магнитных составляющих ноля вихревых токов.

Векторы Ri, Л2 в контрольных точках А и В направлены перпендикулярно линиям

СА, СВ соответственно, где точка С вЂ” зеркальное изображение возбудителя 1 вихревых токов. Зеркальное изображение С возбудителя 1 вихревых токов можно представить в виде линейного проводника, параллельного оси электропроводящего ци1155844

D=2R=2d

Z=d(tgq«

d а= — — -=d сов«р«

Составитель И. Рекунова

Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3124 34 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 линдрического изделия 6 и расположенного по линии, соединяющей возбудитель 1 вихревых токов и ось электропроводящего цилиндрического изделия 6, на расстоянии Ь от оси. Определив положение точки С зеркального изображения линейного возбудителя 1, а также по известным направлениям «р«, «р2 векторов Нь Й2 магнитной составляющей поля вихревых токов в контрольных точках А, В и по известному расстоянию 2d между этими точками определяют толщину изоляционного покрытия Z и диаметр D=2R изделия. Из уравнения граничных условий известно соотношение

Р2аЬ

С другой стороны, очевидны следующие соотношения:

Ь=;Д--= х„д+ х.«,, 1я«р« =Н, /Н», =h/d — x;

tg =H««- /Нв — — h/d+x; где а — расстояние от оси изделия до возбудителя 1 вихревых токов;

Ь вЂ” расстояние от оси изделия до зеркального изображения С возбудителя 1 вихревых токов;

4 — половина расстояния между контрольными точками А и В; х — кратчайшее расстояние от точки С до вертикальной оси симметрии изделия;

h — кратчайшее расстояние от точки С до линии, соединяющей контрольные точки.

Используя приведенные уравнения и уравнение граничных условий получают выражения для диаметра. и толщины изоляционного покрытия электропроводящего цилиндрического изделия; где R — радиус изделия;

Z — толщина диэлектрического по15 крытия;

d — половина расстояния между точкамиА иВ;

q», «р2 — направление векторов магнитной составляющей поля вихревых токов

20 соответственно в контрольных точках Аи В.

В данном случае неконтролируемые параметры электропроводящего цилиндрическо го изделия 6 и окружающей среды влияют на амплидтду и фазу (во времени) векторов «, Н2 магнитных составляющих поля вихревых токов, но не влияют на место положения зеркального изображения возбудителя 1 вихревых токов, а следовательно, и на наппавления «р«, «р2 в про30 странстве векторов H«Н2 магнитного поля вихревых токов в контрольных точках А, В.

Изобретение позволяет с высокой точностью определять толщину изоляционного покрытия и диаметр электропроводящих цилиндрических изделий.