Датчик слежения за стыком

Датчик слежения за стыком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для автоматического управления положением горелки в разделке сварного стыка. Чувствительный элемент датчика содержит две пластины 1, закрепленные на торце подводящей трубки 5 через диэлектрик 4, выполняющий роль концентратора электростатического поля . Пластинки определенным образом включены в схему измерения мостового типа. Чувствительный элемент обладает малой зоной контроля поверхности обрабатываемого изделия. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)S В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951214/08 (22) 27.06.91 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (71) Свердловский научно-исследовательский технологический институт (72) А.А. Ахлынин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1586873, кл. В 23 К 9/10, 1988.

Авторское свидетельство СССР

ЬИ166940, кл. В 23 К 9/10, 1983. (54) ДАТЧИК СЛЕЖЕНИЯ ЗА СТЫКОМ

5Ll 1825685 А1 (57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для автоматического управления положением горелки в разделке сварного стыка. Чувствительный элемент датчика содержит две пластины 1, закрепленные на торце подводящей трубки 5 через диэлектрик 4, выполняющий роль концентратора электростатического поля. Пластинки определенным образом включены в схему измерения мостового типа, Чувствительный элемент обладает малой зоной контроля поверхности обрабатываемого иэделия. 2 ил.

1825685

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для автоматического управления положением горелки в разделке сварного стыка, и может быть использовано при сварке угловых стыковых соединений и других аналогичных соединений.

Цель изобретения — упрощение датчика с использованием его преимущественно для разделанных и угловых стыковых соединений.

На фиг. 1 показана блок-схема датчика, на фиг. 2 — конструкция чувствительного элемента. устройство (фиг. 1) содержит чувствительный элемент иэ пластин 1, располагаемых под углом друг к другу и ориентированных относительно оси стыка изделия 2 с разделкой кромок 3. Пластины 1 закреплены на диэлектрике 4, предназначенном для разделения обкладок конденсаторов из пластин 1 и формирования определенной топографии электрического поля. Пластины 1 своими внешними плоскостями образуют одни обкладки, другими обкладками которых является внутренняя полость трубки 5, на торце которой закреплены пластины 1 и диэлектрик 4. Внешние поверхности пластин 1 посредством проводников 6, проходящих с одной стороны через диэлектрик 4 и само тело пластин 1, а затем в««утри металлической трубки 5, являющейся элементом конструкции да гчика и одновременно экранол от внешних помех через ".àðàçèTH«««. внешние емкости, соедине««ы с одной диагональю диодного моста 7. Другая диагональ моста подключена через постоянный резистор 8 к земле одним выводом а другой вывод соединен с изMåðèòåëüной схемой, В диаго«яль моста 7 включен конденсатор 9, соединенный посредством линии связи 10 с конденсатором 11 Ll исто вциком 12 переменного, высокочастотного с«««««ала, а через резистор t3 и конденсатор t4 — к земле.

Резис ор 13 и конденсатор 14 образуют фильтр низких частот, подключе««««ый к электроприводу 15. Внутренняя полость трубки 5 связана с землей посредством проводника 16, Датчик сле:кения за стыком работает следу«ощим образол .

Пластина 1 датчика орие««тируется от««оситель««о оси стыкового соединения 2 с кромкал;и разделки 3, что соответствует исход««ому состоянию. В этом случае (фиг. 2), должно обеспечиваться равенство емкоСтЕй Ск1 И C)(2 КаК РЕЗУЛЬтат СООтВЕтСтВИЯ площадей пе рекрытия, образованных внешними их плоскостями и площадями их проекций «а кромки разделки 3 (фиг. 1) при

Аналогичный процесс произойдет при смещении стыка вправо, но при этом знак

40 выходного сигнала-напряжения изменится на обратный, Таким образом, любое механическое рассогласование будет связано с изменениями величины и полярности выходного сигнала по отношению к исходному

45 значению.

Особенностью датчика является специальная организация зоны чувствительности с помощью диэлектрика-концентратора 4 и внутренней поверхностью трубки 5. Это позволяет "сузить" электрическое поле чувствительной части датчика и сделать его

"выпирающим" относительно внешних поверхностей пластин 1. Для этого проводники 6 пропущены через тело диэлектрика и пластин 1 и их концы подсоединены именно к внешним поверхностям. Известно, что при применении высоких частот имеет место

"скин-эффект", при котором электромагнитные поля не могут проникать глубоко внутрь металлического экрана. Следовательно, 5

35 условии равенства всех остальных составляющих емкостей, обозначенных Со. Cn, Сл" соответственно в каждом плече, а также зазоров между внешними плоскостями элементов 1 и 3. Это частный случай, поскольку устройство работоспособно и при нарушении упомянутого равенства, но с обязательным сохранением начальных условий, соответствующих исходному состоянию. В процессе последующего контроля начинает перемещаться изделие или инструментс закрепленным на ним датчиком. При перемещении пластины 1 не касаются кромок 3, но в результате изменения кривизны стыка 2 или иных внешних воздействий прежнее соотношение может быть нарушено. Например, при уходе изделия со стыком 2 влево (фиг, 1) изменится прежнее соотношение емкостей. Допустим, правая пластинка окажется ближе к кромке, а левая — дальше. В этом случае произойдет следующее. В каждом полупериоде переменного напряжения, поступающего от источника 12 через емкости 11 и 9 на схему диодного моста 7, открывается соответствующая пара диодов, через которые произойдет заряд (или переЗаРЯД) ЕМКОСтЕй Ск1 И Скг. ПРИ НЕРаВЕНСтВЕ упомянутых емкостей вследствие отмеченного выше появится результирующее напряжение той или иной полярности, которое поступит через резистор 13 и конденсатор

14 — фильтр, пропускающий постоянную составля«ощую, на привод 15(например, электропривод с аналоговым управлением). В сво«о очередь электропривод окажет воздействие на "стол" или "инструмент", выводя изделие со стыком 2 в исходное состояние

1825685

Puzf

Составитель А. Ахлынин

Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Редактор С. Кулакова

Заказ 2300 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 внутренние поверхности пластин 1 - экраны, так же как и тело самой металлической трубки 5. Поэтому если "заземлить" внутреннюю часть трубки 5 проводником 16, то она становится "заземленной обкладкой", а ее внешняя поверхность — экраном, который призван устранять влияния внешних емкостных воздействий. Этот признак позволяет с одной стороны, удалить чувствительную часть на длину трубки 5 от диодного моста, а с другой поместить трубку 5 вблизи инструмента (обычно металлического), и снизить влияние внешних масс на датчик.

Изобретение позволяет упростить измерительную часть датчика по сравнению с известной, не потеряв при этом точность контроля, улучшить условия контроля, устранив механический контакт.

Дополнительным преимуществом датчика слежения за стыком является его использование и при лучевых методах обработки, например при сварке неметаллических изделий лучом лазера, особенно при "угловых" соединениях, поскольку при этом воздействие на емкости чувствительного элемента будет оказывать диэлектрическая составляющая, влияющая на величину емкости. В качестве материала пластины можно испольэовать радиофарфор с высокой диэлектрической проницаемостью тол5 щиной 5 — 8 мм.

Формула изобретения

Датчик слежения за стыком, содержащий чувствительный элемент и измеритель10 ную схему, отличающийся тем, что, с целью упрощения датчика, чувствительный элемент выполнен в виде двух пластин, закрепленных симметрично под углом на торце заземленной изнутри металлической

15 трубки через диэлектрик, а измерительная схема содержит диодный мост, три конденсатора, два резистора и источник высокой частоты, причем пластины соединены с одной диагональю моста проводниками, про20 ходящими через металлическую трубку, вторая диагональ одним выводом через первый резистор соединена с общей шиной. а вторым выводом через второй конденсатор подключена к источнику высокой частоты и

25 через второй резистор и третий конденсато — к общей шине.