Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности ферромагнитных тел

Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности ферромагнитных тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при определении температур поверхности ферромагнитных тел. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния паразитных емкостей. Увеличение температуры поверхности тела приведет к уменьшению удельной проводимости материала тела и его магн.проницаемости . Изменение удельной проводимости вызовет изменение фазы напряжения на выходе фазометра 8, и на выходе сумматора 9 появится напряжение не равное , нулю. Это вызовет уменьшение напряжения на обмотке 4 подмагничивания, что вызовет увеличение магн.проницаемости материала ферромагнитной детали 18. Уменьшение тока йодмагничивания будет происходить до тех пор, пока величина обобщенного параметра не будет равна начальной, заданной в режиме настройки. В этот момент на-о пряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„137 61

П11 4 С 01 К 7/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988086/24-10 (22) 16.12.85 (46) 29.02.88. Бюл, У 8 (71) Пермский политехнический институт (72) Б.С.Игнатьев, Н.М.Лицын, А.В,Мамаев и В.А.Панов (53) 536. 53 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 516915, кл. С 01 К 7/36, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1196700, кл, С 01 K 7/36, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТЕЛ (57) Изобретение может быть исполь-. зовано при определении температур поверхности ферромагнитных тел. Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет исключения влияния паразитных емкостей. Увеличение температуры поверхности тела приведет к уменьшению удельной проводимости материала тела и его маги.проницаемости. Изменение удельной проводимости вызовет изменение фазы напряжения на выходе фаэометра 8, и на выходе сумматора 9 появится напряжение не равное.нулю. Это вызовет уменьшение напряжения на обмотке 4 подмагничивания, что вызовет увеличение маги.проницаемости материала ферромагнитной детали 18. Уменьшение тока *одмагничивания будет происходить до тех пор, пока величина обобщенного параметра не будет равна начальной, заданной в режиме настройки. В этот момент на- 1 пряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела. 1 ил.

1377616

Задатчик 10 напряжения настраивают таким образом, чтобы на выходе сумматора 9 был нуль (контролируется

40 вольтметром, который на чертеже не показан). При этом задатчик 10 напряжения фиксирует начальный угол сдвига фаз, который соответствует определенному значению обобщенного пара45 метра х где К вЂ” радиус детали, температура поверхности которой определяется.

3 1ь о р где u — циклическая частота генератора;

1 и б — начальные значения абсоо магHHTHQH IIPoHHQB 55 емости и удельной проводимости материала детали.

Величиной напряжения задатчика 17 напряжения задается начальное значеИзобретение относится к температурным измерениям и может использоваться при определении температур поверхности ферромагнитных тел.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения влияния паразитных емкостей.

На чертеже показано предлагаемое устройство. 10

Устройство содержит детектирующую катушку 1 с обмотками возбуждения 2, измерительной 3 и подмагничивающей

4, балластную катушку 5 с обмотками возбуждения 6 и измерительной 7, фа- 15 зометр 8, сумматор 9, задатчик 10 напряжения, интегратор 11, ключ 12 с подвижным !3, неподвижным 14 и дополнительным неподвижным 15 контакта-. ми, дифференциальный усилитель 16 и 20 дополнительный задатчик 17 напряжения. Один из выводов возбуждающей обмотки 2 детектирующей катушки 1 подключен к генератору (не показан). Позицией 18 25 таль, температура которой измеряется.

Устройство работает следующим образом.

В режиме настройки ключ 12 находится в положении Н. Ток обмотки 4 подмагничивания имеет максимальное значение. Деталь 18, имеющую начальную температуру, помещают в детектирующую катушку 1 и фазометр 8 измеряет начальный угол сдвига фаз между напряжениями измерительных обмоток. ние тока подмагничивания, что соответствует начальному значению магнитной проницаемости детали р,, а следовательно, в соответствии с формул лой

Ь =

fGp где 4 — глубина проникновения электромагнитного поля в деталь;

f — частота электромагнитногополя.

Начальная глубина проникновения электромагнитного поля в деталь —, В режиме измерения ключ 12 находится в положении P. Увеличение температуры поверхности тела приводит к уменьшению удельной проводимости материала тела и его магнитной проницаемости, Чтобы величина обобщенного параметра х и глубина проникновеь ния электромагнитного поля в теле остались неизменными, необходимо либо увеличить частоту и, либо увеличить магнитную проницаемость тела за счет уменьшения тока подмагничивания . Так как ферромагнитные свойства тел при.больших частотах ухудшаются, в предлагаемом устройстве постоянст- во величины обобщенного параметра при изменении температуры поддерживается за счет уменьшения тока подмагничивания.

Реализуется это следующим образом. Пусть температура тела увеличилась от температуры Ть до Т, . Это приводит к уменьшению удельной проводимости материала ферромагнитного тела от величины бь до G, и магнитной проницаемости от р, до р, и вызывает уменьшение обобщенного параметра до х, и увеличению глубины проникновения электромагнитного поля в деталь до

Изменение удельной проводимости вызывает изменение фазы напряжения на выходе фазометра 8, на выходе сумматора 9 появляется напряжение не равное нулю. Это в свою очередь вызывает рост напряжения на выходе интегратора 11 и на инвертирующем входе дифференциального усилителя 16, сле- довательно, уменьшается напряжение на обмотке 4 подмагничивания. Уменьшение тока подмагничивания вызывает увеличение магнитной проницаемости материала. ферромагнитной детали 18.

Уменьшение тока подмагничивания про1377616

Со с та в ит ель Н . Мак аров

Редактор М,Петрова Техред П.Сердюкова корректор. С.Шекмар

Заказ 858/34 Тираж 607 Подписное

RHH_#_IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул.Проектная,4 исходит до тех пор, пока величина обобщенного параметра х, не станет равной начальной х, заданной в режиме настройки, В этот момент напряжение на выходе интегратора 11 соответствует измеряемой температуре поверхности тела.

Причем из равенства х = х, следует, что р,G, = p,g, =const, а это означает 0 равенство глубины проникновения электромагнитного поля в деталь Ь,, начальной: Ь, = Ь,, т.е. с изменением температуры поверхности тела температура глубинных слоев детали не влияет на результат измерения.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности фер- g0 ромагнитных тел, содержащее генератор, дифференциальный усилитель, балластную и детектирующую катушки, задатчик напряжения, интегратор, сумматор, ключ с подвижным и неподвижным кон- 25 тактами, а также фазометр, выход которого подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход задатчика напряжения, отличающееся тем, что, с

Г целью повышения точности измерения эа счет исключения влияния паразитных мкостей, в него введен дополнительный задатчик напряжения, при этом детектирующая катушка выполнена трехобмоточной с возбуждающей, измерительной и подмагничивающей обмотками, балластная катушка — двухобмоточной с возбуждающей и измерительной обмот-: ками, а ключ снабжен дополнительным неподвижным заземленным контактом, возбуждающие обмотки детектирующей и балластной катушек соединены последовательно, первый вывод возбуждающей обмотки детектирующей катушки подключен к генератору, первые выводы других обмоток заземлены, вторые выводы измерительных обмоток катушек подсоединены к входам фазометра, выход сумматора подключен к входу интегратора, инвертирующий вход дифференциального усилителя через ключ подсоединен к выходу интегратора, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с выходом дополнительного задатчика напряжения, а выход дифференциального усилителя — с вторым выводом подмагничивающей обмотки,