Устройство для измерения толщины стенки изделий из немагнитных материалов

Устройство для измерения толщины стенки изделий из немагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства. Целью изобретения является повышение производительности и точности измерения, что достигается за счет обеспечения проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия в процессе его изготовления, а также за счет использования в устройстве элемента Холла в качестве чувствительного узла. В процессе работы постоянный магнит наконечником размещают на поверхности измеряемой стенки изделия, с другой стороны которой размещают вспомогательный элемент. При изменении толщины стенки изделия изменяется расстояние между элементом и наконечником 11, а следовательно, и элементом 12 Холла, ЭДС которого измеряется и регистрируется блоком 6 регистрации. По показаниям блока 6 судят о толщине контролируемой стенки изделия. Возможна градуировка шкалы блока 6 регистрации непосредственно в мм, что позволяет производить отсчет толщины стенки изделия в любом сечении в процессе контроля. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g С 01 В 7./06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4 (21) 4609002/25-28 (22) 25.11.88 (46) 07. 10.90. Бюл. Р 37 (72) А,Д. Шутов и В.П. Кутов. (53) 53 1.717. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1254288, кл. G 01 В 7/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1190185, кл. G 01 В 7/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства. Целью изобретения является повышение производительности и точности измерения, что достигается за счет обеспечения проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия в

ÄÄSUÄÄ 1597521 А 1

2 процессе его изготовления, а также . за счет использования в устройстве элемента Холла в качестве чувствительного узла. В процессе работы постоянный магнит наконечником размещают на поверхности измеряемой стенки изделия, с другой стороны котдрой размещают вспомогательный элемент. При изменении толщины стенки изделия изменяется расстояние между элементом и наконечником, а следовательно, и элементом 12 Холла, ЭДС которого измеряется и регистрируется блоком 6 регистрации. По показаниям блока 6 судят о толщине контролируемой стенки изделия. Возможна градуировка шкалы блока 6 регистрации

40 непосредственно в мм, что позволяет производить отсчет толщины стенки изделия в любом сечении в процессе контроля. 4 ил.

1597521

Изобретс.ние относится к метрологии и может быть использовано для измерения толщины стенки сложнопрофильных изделий из немагнитных материалов в условиях производства.

Целью изобретения является повы- шение производительности и точности измерения за счет обеспечения возможности проведения непрерывного измерения толщины стенки изделия и использования в устройстве элемента

Холла в качестве чувствительного узла.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения; на фиг. 2 — схема измерения толщины криволинейной стенки изделия; на фиг. 3 — схема подсоединения элемента Холла; на фиг. 4 — экспериментальные графики для определения 0 гоправочного коэффициента при выборе диаметра вспомогательного ферромагнитного элемента в виде шарика.

Устройство содержит источник 1 магнитодвижущей силы и выполненный 25 в виде шарика вспомогательный ферромагнитный элемент 2, предназначенные для размещения с противоположных сторон измеряемой стенки изделия 3, блок 4 питания блок 5 измерения, блок б регистрации, при этом источник 1 магнитодвижущий силы выполнен в виде постоянного магнита 7 с наконечником 8 из магнитострикционного материала на рабочем торце, блок 4 питания выполнен в виде последовательно соединенных источника 9 постоянного напряжения, генератора 10 и стабилизатора 11, а блок 5 измерения — в .виде закрепленного на рабочем торце постоянного магнита 7, охваченного наконечником .8 элемента 12

Холла, два электрода 13 и 14 которого подключены к выходу стабилизато- . ра 11, а два других его электрода 15

45 и 16 соединены с блоком б регистрации а

Диаметр вспомогательного ферромагнитного элемента 2 определяют по следующей зависимости:

В $ и а 0,145 (л., а . где  — магнитная индукция;

$ — площадь поперечного сечения наконечника магнита; — магнитная проницаемость возрО духа р — плотность ферромагнитного элемента; а — ускорение свободного падения

Известно, что подъемная сила маг— нита определяется по формуле

В . $

""" = ËßÃ

Р, = m d (2) Масса шара и его объем определяются соответственно по формулам (3) m= gV, V= — -о 0

6 (4) где а — ускорение свободного падения; плотность шара;

D — диаметр шара, При удержании шарика магнитом в момент его отрыва силы должны быть равны (5) Подставив в формулу (2) формулы (3) и (4), получим:

Р - Пз.а

Р

6 (б) Подставив (1) и (6) в равенс во (5) и сделав необходимые преобразования, получим:

) эбВг э

D- " = 0,425 . (7) Р а р87i аоаа

По формуле (1) определяется диаметр шарика, который удерживается на магните в момент его отрыва, а при измерении толщины стенки этот диаметр необходимо уменьшить в зависимости от заданной максимальной толщины измеряемой стенки и магнитной индукции магнита.

Экспериментально определен поправочный коэффициент. Были взяты несколько шариков различных диаметров и магниты с различной магнитной индукцией и на основании эксперимента были построены графики (фиг. 4) зависимости диаметра шарика D от расстояния 1, с которого он начинает где S — площадь поперечного сече— ния магнита; ро- магнитная проницаемость воздуха;

 — магнитная индукция.

Подъемная сила магнита удерживает шарик определенной массы. Сила, которая отрывает шарик от магнита, равна

159 притягиваться к магниту. Поправочный коэффициент с различными магнитами был получен от 1,45 до 2,9, С учетом максимального размера (1 ориентировочно равно 25 мм) выбран поправочный коэффициент, равный 2,9. Тогда диаметр шарика с учетом поправочного коэффициента равен:

В2 ° Я

D 0,145 (8)

0o f"

Рассчитанный по формуле (8) диаметр шарика округляется в меньшую сторону до его ближайшего стандартного размера.

Устройство для измерения толщины стенки изделия работает следующим образом.

Источник 1 магнитодвижущей силы устанавливают с одной стороны измеряемой стенки изделия 3, а с противоположной — дополнительный ферромагнитный элемент 2, который притягивается магнитом 7. Затем включается блок 4 питания. При подаче тока на электроды 13 и 14 помещенного в магнитное поле элемента 12 Холла на середине его боковых граней (электроды 15 и 16) перпендикулярно току, возникает ЭДС Холла V„ = Ек Ь, где

b — ширина элемента Холла; Е д — напряженность электрического поля (поле Холла), которая в свою очередь, равна Е = К Н, где R — коэффициент

Холла; Н вЂ” напряженность магнитного поля; 1 — плотность тока в проводнике.

ЭДС Холла регистрируется блоком 6.

При перемещении устройства вдоль измеряемой стенки изделия 3 перемещается также элемент 2, прй изменении толщины стенки изделия 3 изменяется расстояние между элементом 2 и на7521

6 конечником, а следовательно, и ЭДС

Холла. Это изменение фиксируется блоком 6 регистрации. Шкала блока 6 регистрации может быть проградуирована в миллиметрах и показывать сразу толщину измеряемой стенки иэделия 3 в любом сечении, не прерывая процесс измерения.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении производительности и точности измерения за счет непрерывного

- измерения толщины стенки и применения элемента Холла, а также в упрощении конструкции.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины

2О стенки изделий из немагнитных материалов, содержащее источник магнитодвижущей силы и выполненный в виде шарика вспомогательный ферромагнитный элемент, предназначенные для раз25 мещения с противоположных сторон измеряемой стенки, блок питания, блок измерения и блок регистрации, о т л и ч а ю щ .е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точ3р ности измерения, источник магнитодвижущей силы выполнен в виде постоянного магнита с наконечником из магнитострикционного материала на рабочем торце, блок питания выполнен в виде последовательно соединенных источника постоянного напряжения, генератора и стабилизатора, а блок измерения выполнен в виде закрепленного на рабочем торце постоянного магнита, ох40 ваченного наконечником элемента Холла, два электрода которого подключены к выходу стабилизатора, а два других его электрода соединены с блоком регистрации.

1597521

Фи1

5 Ю 15 20 25 JO t,èì

Qv2.4

Составитель А. Черных редактор 0. 1Орковецкая Техред Л Олийнык Корректор С. Ыевкун

Тираж 502

Заказ .3039

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101