Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий

Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения толщины слоев дорожных одежд. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет локализации зоны контроля - достигается за счет того, что индуктивный преобразователь выполнен в виде немагнитного вала, установленного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки индуктивности и закрепленного на валу охватывающего катушку индуктивности магнитного экрана со щелью вдоль образующей вала, и датчика углового перемещения вала, а блок измерения выполнен в виде подключенных к катушке индуктивности последовательно соединенных дифференциального усилителя, линейного выпрямителя, логарифмического усилителя, блока вычитания, сумматора, антилогарифмического усилителя, второго блока вычитания и индикатора толщины, подключенных к выходу датчика угловых перемещений вала последовательно соединенных инвертора, второго сумматора, формирователя синусоидального напряжения и второго логарифмического усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенных к датчику угловых перемещений вала последовательно соединенных второго формирователя синусоидального напряжения, умножителя, индикатора расстояния, а также второго антилогарифмического усилителя, включенного между выходом первого блока вычитания и вторым входом умножителя, и блока опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора, первого и второго блока вычитания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G Ol В 7 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „ ::, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4176945/25-28 (22) 08.01.87 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (?1) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (72) Н. А. Яковлев и В. М. Трибунский (53) 531.717.1 (088.8) (56) Приборы неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник/Под ред.

В. В. Клюева.— М.: Машиностроение, 1986, кн. 2, с. 61.

Авторское свидетельство СССР № 619783, кл. G 01 В 7/06, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ СЛОЕВ МНОГОСЛОЙНЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения толщины слоев дорожных одежд.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет локализации зоны контроля — достигается за счет того, что индук-. тивный преобразователь выполнен в виде немагнитного вала, установленного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки индуктивности и закрепленного на

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины слоев дорожных одежд в дорожном, подземном и промышленном строительстве.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет локализации зоны контроля.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения толщины слоев многослойных изделий,. на фиг. 2 — индуктивный преобразователь устройства; на фиг. 3 — то же, вид сбоку.

„.SU 1578451 А 1

2 валу охватывающего катушку индуктивности магнитного экрана со щелью вдоль образующей вала, и датчика yr oBoro перемещения вала, а блок измерения выполнен в виде подключенных к катушке индуктивности последовательно соединенных дифференциального усилителя, линейного выпрямителя, логарифмического усилителя, блока вычитания, сумматора, антилогарифмического усилителя, второго блока вычитания и индикатора толщины, подключенных к выходу датчика угловых перемещений вала последовательно соединенных инвертора, второго сумматора, формирователя синусоидального напряжения и второго логарифмического усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенных к датчику угловых перемещений вала последовательно соединенных второго формирователя синусоидального напряжения, умножителя, индикатора расстояния, а также второго антилогарифмического усилителя, включенного между выходом первого блока вычитания и вторым входом умножителя, и блока опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора, первого и второго блоков вычитания. 3 ил.

Устройство содержит индуктивный преобразователь 1, подключенные к катушке индуктивности преобразователя последовательно соединенные дифференциальный усилитель 2, линейный выпрямитель 3, логарифмический усилитель 4, блок 5 вычитания, сумматор 6, антилогарифмический усилитель 7, второй блок 8 вычитания и индикатор 9 толщины, а также последовательно соединенные инвертор 10, второй сумматор 11, формирователь 12 синусоидального напряжения и второй логарифмический усилитель 13, выход которого подключен к второму входу первого

1578451

40

55 сумматора 6. А также последовательно соединенные второй формирователь 14 синусоидального напряжения, умножитель 15 и индикатор 16 расстояния. Устройство содержит также второй антилогарифмический усилитель 17, включенный между выходом блока 5 вычитания и вторым входом умножителя 5, и блок 18 опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора 11, первого и второго блоков 5, 8.

Индуктивный преобразователь 1 выполнен в виде немагнитного вала 19, установлен ного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки 20 индуктивности, закрепленного на валу охватывающего катушку 20 индуктивности магнитного экрана 21 со щелью 22 вдоль образующей вала и датчика 23 углового перемещения вала, к выходу которого подключены инвертор 10 и второй формирователь 14 синусоидального напряжения.

Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий работает следующим образом.

В период строительства между слоями дорожной одежды размещают линейные проводники 24.

В процессе измерения по линейному проводнику 24 пропускают переменный электрический ток, устройство устанавливают над линейным проводником в такое положение, при котором вектор магнитной индукции ортогонален плоскостям витков катушки 20 индуктивности индуктивного преобразователя 1, а магнитный экран 21 располагают таким образом, что его щель

22 ориентирована вдоль проводника 24.

В таком положении значение ЭДС преобразователя 1 максимальна, а ее среднее значение

Ес — ° й,„у р,. цо,—., si n — где j — частота тока;

Ц,„— сумма площадей витков катушки индуктивности;

p, — относительная магнитная проницаемость материала измеряемого слоя;

pî — магнитная постоянная;

Io — амплитудное значение силы тока в линейном проводнике;,

Сигнал преобразователя усиливается

Дифференциальным усилителем 2, выпрямляется линейным выпрямителем 3, на выходе которого имеется напряжение V =Ê Е„где

К вЂ” коэффициент усиления по напряжению усилителя 2.

Для линеаризации характеристики преобразователя напряжение Ui подается на логарифмический усилитель 4, с выхода которого напряжение U =logUi поступает на вход блока 5 вычитания, на второй вход которого одновременно подается напряжение

Уз=1одК,A с блока 18 опорных напряжений, а с выхода блока 5 вычитания напряжение U<=logKiA — logUi поступает на вход антилогарифмического усилителя 17 на выходе которого напряжение Vs=anti log (logf(iA — log Ui)= — го, которое пропорК А

U1 ционально расстоянию го от преобразователя 1 до линейного проводника 24, расположенного между слоями дорожной одежды.

Толщина h слоя дорожной одежды определяется из соотношения h=rocoscr.— Но, где а — угол поворота преобразователя относительно вертикали; Но — расстояние оси поворота преобразователя до поверхности дороги.

Для преобразования угла а поворота преобразователя в электрический сигнал используют датчик 23 углового перемещения вала, выполненный B виде резистивного преобразователя, включенного по схеме делигеля напряжения, напряжение Vo которого (Уо=Кза) с его положительного контакта поступает на вход инвертора 10, на выходе которого имеется всегда отрицательное напряжение, равное модулю U6. С выхода инвертора 10 оно поступает на вход сумматора 11, на второй вход которого поступает положительное напряжение Уо=К â€”" с бло Д ка 18 опорных напряжений. С выхода сумматора 11 напряжений Uio=K;-ф — Кза поступает на формирователь 12 синусоидального напряжения на выходе которого формируется сигнал

Ui !=sin — ял(I

7 з напряжение U i преобразуется логарифмическим усилителем 13 в напряжение

Ui = — log(coslo,l), которое поступает на вход сумматора 6, на второй вход которого подается напряжение U4 с блока 5 вычитания.

Выходное напряжение сумматора 6

Viz= U4+ Ui г= log — ° cosl а

КiA

Uf поступает на вход антилогарифмического усилителя 7, выходное напряжение которого

Ui 4=anti log(log(coscc)j =госоза подаетKiA

U„ ся на вход блока 8 вычитания, на второй

Ф вход которого с блока 18 опорных напряжений поступает напряжение У о=Но. Вы15?8451

Формула изобретения

475 +0 ходное напряжение блока 8 вычитания Uip=

=U> — Uip=rpcosa — Hp поступает на индикатор 9 толщины.

Кроме измерения толщины слоев дорожных одежд устройство позволяет определить расстояние от преобразователя 1 до проекции точки на поверхности дороги, в которой измерена толщина слоя. Для этого выходное напряжение формирователя 14 синусоидального напряжения Ui z=sin — =sina подается б

К3 на вход умножителя 15, на второй вход которого поступает напряжение Ug=rp. На выходе умножителя 15 напряжение U

Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий, содержащее индуктивный преобразователь и блок измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, индуктивный преобразователь выполнен в виде немагнитного вала, установленного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки индуктивности, закрепленного на валу охватывающего катушку индукти вности магнитного экрана со щелью вдоль образующей вала, и датчика углового перемещения вала, а блок измерения выполнен в виде подключенных к катушке индуктивности последовательно соединенных дифференциального усилителя, линейного. выпрямителя, логарифмического усилителя, блока вычитания, сумматора, антилогарифмического усилителя, второго блока вычитания и индикатора толщины, подключенных к выходу датчика угловых перемещений вала, йоследовательно соединенных инвертора, второго сумматора, формирователя синусоидального напряжения и второго логарифмического усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенных к датчику угловых перемещений вала последовательно соединенных второго формирователя синусоидального напряжения, умножителя и индикатора расстояния, а также второго антилогарифмического усилителя, включенного между выходом первого блока вычитания и вторым входом умножителя, и блока опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора, первого и второго блоков вычитания.

1578451

1578451

Фиг. 5

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГKHT СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород. ул. Гаг".рина, 10I

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 1904

Составитель И. Кесоян

Техред А. Кравчук Корректор Т. П ал и и

Тираж 503 Подписное