Способ контроля состояния длинномерного объекта и устройство для его осуществления

Способ контроля состояния длинномерного объекта и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет предварительной калибровки - достигается посредством того, что перед размещением в зоне контроля длинномерного объекта волновод с возбужденными опорными и измерительными модами колебаний перемещают в направлении его продольной оси через зону с известной эталонной величиной контролируемого параметра, в процессе перемещения регистрируют величину контролируемого параметра по наказаниям волновода, затем, сравнивая зарегистрированные показания с известной эталонной .величиной, устанавливают распределение погрешности кон тролявдоль оси волновода , которое учитывают в процессе контроля. 2 с. пф-лы и 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1742615 (21) 4473621/28 (22) 06.09.88 (46) 30,01.93. Бюл. ¹ 4 (71) Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов (72) C.М.Михеев, В.Н.Земеров и П.В,Елшанский (56) Авторское свидетельство СССР № 1742615, кл, 6 01 В 15/00, 1987.. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ, СОСТОЯНИЯ . ДЛИННОМЕРНОГО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ Е ГО О СУЩЕ СТВЛ Е НИЯ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а точнее к контролю физико-механических параметров длинномерных конструкций и протяженных сред и является усовершенствованием известного способа контроля состояния длинномерного объекта, описанного в авт. св.

СССР N 1742615, 1987.

Целью дополнительного изобретения .является повышение достоверности контроля за счет предварительной калибровки.

На фиг.1 приведена конструкция устройства, реализующего способ контроля состояния длинномерного объекта, на фиг.2— его функциональная схема; на фиг.3 — конструкция буфера-коммутатора барабанного типа.

Устройство для контроля состояния длинномерного объекта(фиг,1) содержит со„„ Ы„„1791704 А2 — повышение достоверности контроля за счет предварительной калибровки — достигается посредством того, что перед размещением в зоне контроля длинномерного объекта волновод с возбужденными опорными и измерительными модами колебаний перемещают в направлении его продольной оси через зону с известной эталонной величиной контролируемого параметра. в процессе перемещения регистрируют величину контролируемого параметра по наказаниям волновода, затем, сравнивая зарегистрированные показания с известной эталонной ,величиной, устанавливают распределение погрешности кон тролявдоль оси волновода, которое учитывают в процессе контроля.

2 с, пф-лы и 2 э,п. ф-лы, 3 ил, единенные между собой источник 1 модулированной волновой энергии и первый пространственный фильтр 2, волновод 3, второй пространственный фильтр 4, вход, о которого посредством волновода 3 соединен с выходом первого фильтра 2. демоду- 4 лятор 5, включенный на выходе второго С) фильтра 4, первый 6 и второй 7 буферы-ком- фь, мутаторы, между которыми размещен блок ъ

8 задания эталонной величины контролируемого параметра,0 механизм 9 перемеще- 3Я ния волновода 3, счетчик 10 кинематически связанный с механизмом 9 и блок 11 регистрации контролйруемого параметра, подключенный к выходу демодулятора 5.

При выборе в качестве контролируемого параметра кривизны образующей поверхности длинномерного объекта, как показано на фиг,1, буфер-коммутаторы 6 и 7 могут

1791704 быть выполнены в виде призматических накопителей, снабженных соответственно механизмами укладки 12 и 13, На буферах коммутатора 6 и 7 установлены разъемы 14 и 15, позволяющие неподвижно закрепить 5 начало и конец волновода 3 со стороны соответственно первого 2 и второго 4 простран ственных фильтров. Между буферами-,коммутаторами 6 и 7 на неподвижном основании 16 расположены блок 8 10 задания эталонной величины кривизны (составленный из пазов, образующих три участка с различными кривизнами), а также механизм 9 перемещения волновода 3. Механизм 9 представляет собой пару валков, 15 закрепленных на раме 17. Нэ оси верхнего валка, приводимого во вращение электродвигателем 18, закреплен счетчик 10 текущей длины волновода 3, В качестве счетчика

10 может использоваться типовой магнито- 20 электрический тахометр с последующим интегрированием выходного сигнала по времени, Первый участок волновода 3, заключенный между разъемом 14 и механизмом 12 укладки, размещен в,25 буфере-коммутаторе 6, а. второй участок волновода 3 от механизма 13 укладки до . разъема 15 находится в буфере-коммутаторе 7. С выхода. буфера-коммутатора 6. а именно от механизма 12 укладки, волновод 30

3 протянут до блока 8 задания эталонной величины кривизны, пропущен через калибровочный зазор между пазами блока 8 и между валками механизма 9 перемещения, после которога волновод 3 по направляю- 35 щей 19 проложен до механизма 13 укладки буфера-коммутатора 7, Вход демодулятора

5 подключен к одному входу блока 11 регистрации контролируемой волноводом кривизны. Второй вход этого блока 11, 40 связанный с управлением скоростью лентопротяжки, соединен с выходом счетчика

10 текущей длины волновода 3. Источник 1 модулированной волновой энергии может быть выполнен, например, в виде связан- 45 ных между собой генератора 20 модулирования видеоимпульсов и генератора 21 СВЧ или оптического диапазона 17 и 22, Выход последнего является выходом источника 1 и одновременно входом первого пространст- 50 венного фильтра 2, вместе с которым в схему также входят канал передачи волновой энергии в виде волновода 3, второй пространственный фильтр 4 и демодулятор 5, выполненный в виде двух синхронных де- 55 текторов 22 и 23, подключенных к выходам второго пространственного фильтра 4, интегратор.24, подключенный к выходудетектора 23, связанный с выходами интегратора

24 и детектора 22 операционный усилитель

25, выход которого является выходом демодулятора 5 и блок 11 регистрации, одним входом подключенный к выходу демодулятора 5, В состав демодулятора 5 входит генератор 26 сигналов, синхронизированный через направленный ответвитель 27 с выходом сигнала опорной моды фильтра 4, подключенным на вход детектора 23, а выход генератора 26 подключен на вторые входы детекторов 22 и 23. Дополнительно в схеме устройства имеются буфер-коммутатор 6, блок 8 задания эталонной величины контролируемого параметра, механизм 9 перемещения со счетчиком 10 текущей длины и буфер-коммутатор 7, Через все эти элементы схемы от первого пространственного фильтра 2 до второго пространственного фильтра 4 протянут волновод 3. Счетчик

10 может быть установлен в непосредственном контакте с поверхностью волновода 3 илМ на валу механизма 9 перемещения (фиг.1), Выход счетчика 10 подключен на второй (синхронизирующий) вход блока 11 регистрации контролируемого параметра.

Источник 1 модулированной волновой энергии размещается на барабане 28 (фиг.3), на который намотан волновод 3. Через пустотелый вал 29. соосный 30 и периферийный 31 барабаны электропитание с помощью гибкого токопередающего кабеля

32 подается от распределительной коробки

33, закрепленной неподвижно, к источнику

1 модулированной волновой энергии. Барабаны 30 и 31 закреплены в корпусе водила

34. Барабан 28 с волноводом 3 приводится во вращение электродвигателем 35, Водило, несущее периферийный барабан 31, через зубчатую передачу 36 соединено с валом 29, а на торцах соосного и периферийного 30 и 31 барабана установлены зубчатые колеса 37, Способ контроля состояния длинномерного объекта осуществляется следующим образом.

В начале контроля в источнике 1 модулированной волновой энергии генератор 20 вырабатывает последовательность импульсов, модулирующих высокочастотные колебания генератора 21, Длительность и период повторения модулирующих импульсов определяется требуемыми параметрами контроля — динамическим диапазоном изменения контролируемого параметра (в данном случае кривизны), разрешающей способностью контроля по длине объекта, а также параметрами волновода 3. На выходе генератора 21 формируется импульсная последовательность когерентных колебаний, например, электромагнитного СВЧ поля.

1791704

20

30

40

50

Эта последовательность когерейтных колебаний поступает на вход пространственного фильтра 2. В этом фильтре 2 происходит преобразование пространственной структуры СВЧ поля таким образом, чтобы на входе волновода 3 эта структура соответствовала требуемой структуре по меньшей мере одной опорной моды, Так формируется и подается в волновод 3 опорная мода. Распространяясьь по волноводу 3, опорная мода возбуждает измерйтельную моду погон-" ным коэффициентом взаимодействия между оргаййзованн ым и: модами, пропорцйональйыми изменению кривизны вдоль оси волйовода 3. Следовательно, измерительная мода является также импульс- ным сигналом; когерентным с сигналом опорной моды. За счет заранее созданного разного. замедленйя фазовых скоростей опорной и измерительной мод в волноводе. .3 обеспечивается распространение мод с различн,ыми скороСтями, что далее создает возможность с помощью масштабного пре образования перейти "в демодуляторе 5 от временной координаты в сигнале, соответствующем распределению кривизны, к пространственной вдоль оси волновода 3, Проходя через пространственный фильтр 4. опорная и измерительная моды разделяются в пространстве и поступают на первые входы соответственно синхронных детекторов 22 и 23. Эти входы является вхо дами демодулятора 5, Направленный ответвител ь 27 отделяет некоторую часть энергии опорной моды с первого входа синхронного детектора 23 для синхронизации генератора 26. Остальная часть энергии передает я на первый вход синхронного детектора 23.

Одновременно на вторые входы синхрон-. ных детекторов 22 и 23 подается сигнал генератора 26 в виде когерентного с сигна. лом опорной моды СВЧ поля, за счет чего осуществляются синхронные (с сохранением знака огибающей СВЧ импульсов измерительной моды) детектирования СВЧ полей. На выходах синхронных детекторов

22 и 23 появляются таким образом электри- ческие сигналы. Причем сигнал на выходе синхронного детектора 23 пропорционален огибающей сигнала опорной моды, а сигнал на выходе синхронного детектора 22 пропорционален (с учетом знака) огибающей сигнала измерительной моды, который в свою очередь является отображением распределения приращения кривизны вдоль оси волновода 3, задаваемой блоком 8.

Электрические импульсы опорного сигнала с выхода синхронного детектора 23 поступают на вход интегратора 24, на выходе которого образуется электрический сигнал, соответствующей амплитуде входного импульсного сигйала (сигнал интегральной амплитуды). Сигнал с выхода интегратора 24 подается на первый вход операционного усилителя 25, на второй вход которого подается измерительный сигнал с выхода синхронного детектора 22. На выходе операционного усилителя 25 (осуществляющего также интегрирование) снимается электрический сигнал, величина,; которого определяется величиной интеграла от приращения кривизны вдоль оси волновода 3 и не зависит от величины опорного сигнала. С выхода операционного усилителя 25, явля15 ющегося выходом демодулятора 5, сигнал, соответствующий распределению кривизны вдоль оси волновода 3, поступает на вход блока 11 регистрации, На другой вход этого блока 11 подается сигнал с выхода счетчика

10 текущей длины волновода 3 за счет чего осуществляется синхронизация записи распределения кривизйы по показаниям вол-. н ов ода 3 с учетом его перемещения относительно блока 8 задания эталонной величины кривизны с помощью механизма

9, Затем, сравнивая зарегистрированные блоком 11 показания волновода 3 с эталонными заданными величинами кривизны, определяют погрешности измерения контролируемого параметра вдоль оси волновода 3, По полученным распределениям погрешностей измерений в пределах заданной чувствительности динамического диапазона изменения контролируемого параметра устанавливаются гарантировачное погрешности аппаратуры контроля и доверительные интервалы их изменений, Формула изобретения

1. Способ контроля состояния длинномерного объекта по авт. св. N 1742615; о тл иа ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет предварительной калибровки, перед размещением в зоне контроля длинномерного объекта, волновод с возбужден ными опорными и информативными модами перемещают в направлении г.о продольной оси через зону с известной эталонной величиной контролируемогп параметра, в процессе перемещения регистрируют величину контролируемого параметра по показаниям волновода и соответствующую ей координату вдоль оСи волновода, затем сравнивая зарегистрированные показания с известной эталонной величиной, устанавливают распределение погрешности контроля вдоль оси волновода, 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что в зоне с известной эталонной величиной контролируемого параметра выделя1791704 требуемой разрешающей способности контроля по длине волновода, а на границах выделенного участка создают изменение контролируемого параметра, равное заданной чувствительности контроля.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне с известной эталонной величиной контролируемого параметра выделяют два участка с протяженностью каждого не меньше требуемой разрешающей способности контроля по длине волновода. на одном выделенном участке создают мини-. мальную, а на другом максимальную величины контролируемого параметра, соответственно равные нижнему и верхнему пределам заданного динамического диапазона изменения контролируемого параметра.

4. Устройство для контроля состояния длинномерного объекта по авт. св. М

1742615, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит два буферакоммутатора, блок задания эталонной величины контролируемого параметра, механизм перемещения волновода, счетчик текущей длины волновода и блок регистрации контролируемого параметра. причем блок

5 задания эталонной величины контролируемого параметра с пропущенным через него волноводом установлен между пространственными фильтрами, первый участок волновода, заключенный между выхо10 дом одного пространственного фильтра и входом задания эталонной величины контролируемого параметра, а также второй участок волновода, заключенный между выходом этого блока и вхо15 дом другого пространственного фильтра, помещены каждый в буферекоммутаторе, кроме того, счетчик текущей длины волновода кинематически связан с механизмом перемещения

20 волновода . установленным на выходе блока задания эталонной величины контролируемого параметра, а блок регистрации контролируемого параметра подключен к выходу демодулятора.

1791704

Составитель В,Николаев

Техред М,Моргентал Корректор M.Керецман

Редактор

1 э

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

Заказ 147 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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