PL54848B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 10.Y.1968 BISUGTEKA Urzedu P^te.jfowego 4ritflej RzeczjrusjMitei L^owej 54848 KI. 42 b, 10 MKPG.10, Mfo UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Stanislaw Stuchly, mgr inz. Andrzej Kraszewski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Doswiadczalny Bu¬ dowy Aparatury Naukowej) „Unipan", Warszawa (Polska) Sposób ciaglego i bezstykowego pomiaru srednic drutów i pretów metalowych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotern wynalazku jest sposób ciaglego i bezstykowego pomiaru srednic drutów i pretów metalowych za pomoca mikrofal to jest fal o dlu¬ gosciach od 1 m do. 1 mm, w którym wykorzysta¬ no zaleznosc wspólczynnika odbicia fali od drutu 5 lub preta umieszczonego w prowadnicy falowej, od jego srednicy oraz -urzadzenie do stosowania tego sposobu, w którym, mierzy sie badz wspólczynnik odbicia badz wspólczynnik przenoszenia odcinka prowadnicy falowej zawierajacego badany drut io lub pret.Znane sposoby ciaglego pomiaru srednic drutów i pretów medalowych polegaja badz na wykorzy¬ staniu ulepszonych konwencjonalnych metod me¬ chanicznych, w których przetwornikiem jest zega¬ rowy czujnik stykowy zamieniajacy zmiany sred¬ nicy drutu na wychylenia wskazówki lub na zmia¬ ny oipoirmoisci .specjalnego opornika pomiarowego, badz na wykorzystaniu metod magnetycznych, gdzie przetwornikiem jest cewka indukcyjna z badanym drutem jako rdzeniem, którego zmiany srednicy zostaja zamienione na zmiany indukcyj- nosci przetwornika.Pierwszy ze sposobów charakteryzuje sie ograni¬ czona dokladnoscia i ograniczonym zakresem po¬ miarowym — nie nadaje sie na przyklad do po¬ miarów srednic bardzo cienkich drutów, ze wzgle¬ du na koniecznosc wywierania pewnego nacisku mechanicznego na mierzony drut, ponadto duza stala czasowa przetwornika ogranicza zastosowanie 30 15 20 25 tego sposobu w ukladach automatycznej regulacji.Sposób ten nie moze byc równiez stosowany w przypadkach ,gfdy proces technologiczny odbywa sie w wysokiej lub niskiej temperaturze pod wy¬ sokim lub niskim cisnieniem.Drugi ze znanych sposobów posiada ograniczony zakres pomiarowy — nie nadaje sie na przyklad do pomiarów srednic bardzo cienkich drutów i mo¬ ze byc stosowany jedynie dla drutów i pretów z materialów ferromagnetycznych, zas wyniki po¬ miarów w bardzo duzym stopniu zaleza od ferro¬ magnetycznych wlasciwosci materialu, z którego jest wykonany mierzony drut lub pret.Celem wynalazku jest usprawnienie pomiaru i kontrola srednicy drutów i pretów metalowych, w procesie wytwarzania wymienionych wyrobów, przez umozliwienie przeprowadzanJia' 'ciaglych i bez- stykowych pomiarów, których wyniki nie zaleza od rodzaju metalu, stanu powierzchni, temperatu¬ ry czy tez cisnienia w otaczajacej przestrzeni i moga byc .przeprowadzane w bardzo szerokim zakresie srednic, w tym równiez dla bardzo malych srednic.Cel ten zostal osiagniety przez wykorzystanie zaleznosci wspólczynnika odbicia lub wspólczyn¬ nika przenoszenia fali rozchiodzacej sie w prowad¬ nicy falowej, w której umieszczono drut lub pret metalowy, od srednicy tego drutu lub preta. Do¬ konujac pomiaru wspólczynnika odbicia badz wspólczynnika przenoszenia odcinka prowadnicy 54 84854 848 3 faloweij zawierajacego badany wyrób, mozna uzy¬ skac sygnal elektryczny proporcjonalny w pewnym zakresie do srednicy tego drutu luib preta. Wedlug wynalazku mierzony element (umieszcza sie w pro¬ wadnicy falowej, co powoduje zaburzenie pola elektromagnetycznego, równowaznego nieciaglosci o admitanicji bocznikujacej, której wartosc jest miara srednicy tego elementu.Korzysci techniczne wynikaijace ze stasowania sposobu wedlug wynala'zku polegaja ma zwieksze¬ niu dokladnosci wykonywania pomiarów kontrol¬ nych w procesie wytwarzania drutów i pretów metalowych, przy równoczesnym umozliwieniu pomiarów ciaglych i bezistykowyoh ioo ma szczegól¬ ne znaozemie pnzy kontroli produkcji drutów i pre¬ tów w wyspiciej lub niskiej temperaturze, pod wysokim luib niskim cisnieniem, jakie to warun¬ ki wystepuja w wielu wspólczesnych procesach technologicznych. Pomiar srednicy jest natychmia¬ stowy i moze byc wykorzystany do sterowania procesem tecljinoloigicznyni, przy czym stala cza¬ sowa urzadzenia pomiarowego, wedlug wynalazku, jest praktycznie poimijalnie mala.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania, w falowodzie prostokatnym 'uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie drut lub pret metalo¬ wy umieszczony w falowodzie prostokatnym wraz z odpowiednim obwodem zastepczym, fig. 2 przed¬ stawia ideowo charakterystyk'! odcinka falowodu zawierajacego drut lub pret metalowy przy zmia¬ nach srednicy badanego elementu, fig. 3 pokazuje ograniczenia nakladane na wartosci mierzonej srednicy i niedokladnosci pomiaru srednicy wyni¬ kajace z • istotyijisposoibu bedacego przedmiotem wynalazku, Fig.- '4 pokazuje, na przykladzie wyko¬ nania, budowe urzadzenia do stosowania sposobu wedlug wynalazku, fig. 5 przedstawia schemat blokowy przykladu JSaartosowania urzadzenia do stosowania sposobu poMaru srednic drutów i pre¬ tów, a fig. 6 przedstawia zdjeta doswiadczalnie za¬ leznosc wzglednego natezenia fali elektromagne¬ tycznej przechodzacej przez odcinek falowodu za¬ wierajacy badany element.Fig. la i b przedstawia sichematycznie przekrój v falowodu prostokatnego o dluzszym boku a, w którym umieszczono poprzecznie badany drut luib pret metalowy o srednicy d. Obwód zastepczy od¬ cinka falowodu prostokatnego zawierajacego po¬ przecznie umieszczony drut lub pret metalowy przedstawia fig. lc;, natomiast zaleznosc sklado¬ wych urojonych obwodu zastepczego od stosunku srednicy drutu lub preta do dlugosci szerszego boku falowodu przedstawia fig. 2a, gdzie pokazano równiez odwzorowanie periodycznych zmian sred¬ nicy na zmiany skladowej urojonej wprowadzonej do falowodu przez badany element W pustym falowodzie rozchodzi isie fala elektro¬ magnetyczna Pi, natomiast wprowadizenie badanego drutu lub preta powoduje zaburzenie pola elek¬ tromagnetycznego i powstanie dwu nowych fal: fali odbitej Pr oraz fali przechodzacej Pt, których wartosci zaleza od wartosci skladowych urojo¬ nych wprowadzanych przez drut lub pret. Fig. 2b przedstawia zaleznosc mocy odbitej i przechodza¬ cej przez odcinek falowodu z badanym drutem lub pretem, gdzie pokazano irówniez odwzorowanie periodycznych zmian skladowyeh urojonych wpro¬ wadzanych przez badany drut luib pret na zmiany 5 mocy odbitej lub przechodzacej przez odcinek fa¬ lowodu z 'badanym elementem.Fig. 3 pokazuje ograniczenia dokladnosci pomia¬ ru srednicy drutu lub preta wynikajace ze sposo¬ bu bedacego przedmiotem wynalazku, dla niedo¬ lo kladnosci +1%. Fig. 4 pokazuje na przykladzie wykonania szczególy budowy urzadzenia do sto¬ sowania sposobu pomiaru wedlug wynalazku, któ¬ re zawiera odcinek falowodu prostokatnego 1, przez który przechodzi poprzecznie badany drut 15 lub pret 2, polaczony elektrycznie ze sciankami prowadnicy falowqj. bezstakowymi polaczeniami dlawikowymi 3, zlozonymi z odcinków wspólosio^ wego i radialnego, umozliwiajacymi swobodne przesuwanie sie badanego drutu lub pretu przez 20 urzadzenie.Fig. 5 przedstawia uproszczony schemat blokowy mostka mikrofalowego, bedacego przykladem za¬ stosowania urzadzenia do stosowania sposobu po¬ miaru wedlug wynalazku. Sygnal mikrofalowy, 25 zmodulowany amplitudowo sygnalem akustycznym, doistarczany z generatora 4 dzieli sie w rozgalezie¬ niu 5 na dwa sygnaly, z których jeden podlega zmianie fazy w zmiennym przesuwniiku fazowym 6 oraz zmianie amplitudy w zmiennym tlumiku 7, 30 natomiast d^uigi sygnal jest przepuszczany przez urzadzenie 8, do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku.Oba sygnaly lacza sie w rozgalezieniu (9) i pod¬ legaja demodulacji w demodulatorze 10, a nastep¬ nie po wzmocnieniu we wzmacniaczu akustycznym 11 sa uwidocznione na wskazniku 12. Jezeli syg¬ naly z obu ramion mostka dochodzace do rozga¬ lezienia 9 (posiadaja równe amplitudy i przeciwne fazy, mostek znajduje sie w równowadze i sygnal na wskazniku 12 jest równy zero. Zmiana sredinicy drutu przechodzacego przez urzadzenie 8 zaklóca równowage mostka i na wskazniku 12 .pojawia sie sygnal nierównowagi, bedacy miara srednicy ba¬ danego drutu przechodzacego przez urzadzenie 8. 45 Pomiar srednicy drutów lub pretów spostobem wedlug wynalazku polega na okresleniu stosunku fali odbitej do padajacej — tak zwanegoi wspól¬ czynnika odbicia, badz stosunku fali przechodzacej 50 do padafjacej — tak zwanego wspólczynnika prze¬ noszenia badanego drutu lub preta umieszczonego w prowadnicy falowej, jak to uwidoczniono na przykladzie wykonania na fig. la.Ze znajomosci wspólczynnika odbicia lub wspól- 55 czynnika przenoszenia mozna wnosic o wartosci srednicy badanego elementu na podstawie uprzed¬ nio okreslonej krzywej wzorcowania, w czasie którego srednice drutu lub preta okresla sie sta¬ tycznie konwencjonalnymi metodami mechanicz- 60 nymi, przy czym pomiaru dokonuje sie mostkiem mikrofalowym^ który na przykladzie wykonania przedstawiono na fig. 5. Dla ilustracji, fig. 6 po¬ kazuje krzywa Wzorcowania zdjeta doswiadczalnie w tym mostku dla drutu metalowego o sredinicy 65 okolo 0,75 mm. 4054 848 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób -ciaglego i ibezsitykowego poimiaru sred¬ nic drutów i pretów metalowych, znamienny tym, ze drut lufo pret metalowy umieszcza sie w prowadnicy falowej, co powoduje zaburzenie ipola elektromagnetycznego w tej prowadnicy, równowaznego nieciaglosci o admitamcji bocz¬ nikujacej, której wartosc jest ptroiporcj'onalna do srednicy tego drutu lub ipreta i jest miara jego srednicy wykorzystywana do poimiaru. Sposób wedlug zastirz. 1, znamienny tym, ze mierzy sie stosunek fali odbitej od drutu lub preta metalowego do fali padajacej na ten drut lufo pret, który to stosunek jest proporcjonalny do srednicy tego drutu lufo preta i jeisit iniara jego srednicy wykorzystana do pomiaru. 10 6 Sposób wedlug zajstrz. 1, znamienny tym, ze mierzy sie sitosunek fali przechodzacej przez prowadnice falowa zawierajaca (ten drut lulb pret do fali padajacej na ten drut lufo pret, któ¬ ry to stosunek jest proporcjonalny do srednicy tego 'drutu lulb preta i jest miara jego srednicy wykorzyistywana do pomiaru. Urzadzenie do stosowania siposofou wedlug zastrz, 1—3, znamienny tym, ze zawiera odci¬ nek prowadnicy falowej <1) z poprzecznie prze¬ chodzacym badanym drutem lulb pretem meta¬ lowym (2) polaczonym elektrycznie ze scianka¬ mi prowadnicy bezstykowymi (polaczeniami dlawikowymi (3) umozliwiajacymi swobodne, przesuwanie sie badanego drultu Joifo preta przez to urzadzenie. A -J*b ~J*b @H l¥ Fig.1 Fi92KI. 42 b, 10 54 848 MKP G 01 b 10\ mm a/0-7 .u Ci 10-2 10 ~3 drriin^ dmax ±1% ^T/o 2 3 5 8 10 20 30 50 80100 200 GHz Czestotliwosc Fig.3 Fig.4 r v R~h L— 9 rt^HZh •5 9 —\a\— -^o_-\ii_ -\12\ dB 12 10 -^ ¦^ i Fig. 5 [-- f=9,0 X=3,3 d=0 7 GHz 3cm 5mm — -8-4048 Unormowana zmiana srednicy drutu ód/d, % Fig.6 .itei ¦¦¦ .vr.il ZG „Ruch" W-wa, zam. 2192-G7 nakl. 330 egz. PL