RU1788428C - Устройство дл контрол размеров металлических изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам , использующим магнитные свойства контролируемых изделий, и может быть использовано в автоматических лини х по упаковке изделий. Цель изобретени  - повышение точности и достоверности контрол . Датчики выполнены в виде полой катушки индуктивности, а блок обработки в своем составе содержит два генератора, смеситель, фильтр, частотный дискриминатор, детектор, два компаратора , два индикатора и два источника напр жений . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерительным устройствам , использующим магнитные свойства контролируемых изделий, и может быть использовано в автоматических лини х по упаковке такого рода изделий в качестве безконтактного датчика количества изделий в групповой упаковке.

В качестве датчика количества изделий в групповой упаковке в упаковочных автоматах могут быть использованы весы, например , пружинные или крутильные. Дл  обеспечени  необходимой точности и достоверности измерений весы должны обладатьдостаточно высокой чувствительностью, большое врем  успокоени , присущее чувствительным весам, не позвол ет использовать их при серийном производстве в составе автоматических линий по упаковке изделий. Кроме того, случайные изменени  веса упаковки не позвол ют добитьс  с помощью весов достаточно высокой точности и достоверности

контрол  качества изделий в групповой упаковке .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  автоматической сортировки цилиндрических изделий, состо щее из трубопровода с внутренним диаметром, в котором помещаетс  контролируемое цилиндрическое изделие, вихретоковых преобразователей, расположенных на внешней стороне трубопровода и включенных в контур автогенераторов . В зависимости от величины зазоров между внутренним диаметром трубопровода и диаметром контролируемого издели  измен етс  сигнал с вихретоковых преобразователей, что приводит к изменению частоты автогенератора. Обработка полученных сигналов позвол ет определить допуск на диаметр контролируемого издели . Однако данное устройство не позвол ет проводить контроль количества металлических изделий в групповой упаковке , так как осуществл ет контроль геомет00

с

VJ

00

00

:го

00

рии контролируемого издели , выполненного монолитным. Кроме того, использование одной частоты при практической реализации устройства дл  автоматической сортировки цилиндрических изделий снижает его разрешающую способность и помехозащищенность , что не позвол ет получить высокой точности и достоверности результатов контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и достоверности контрол .

Это достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  размеров металлических изделий, содержащее индуктивный первичный преобразователь и блок обработки, содержащий два частотных генератора, в цепь одного из которых включен индуктивный преобразователь, источник напр жени , соединенный с его выходом, блок сравнени  и индикатор, подключенный к выходу блока сравнени , оно снабжено последовательно соединенными смесителем, фильтром, частотным дискриминатором, детектором, вторым блоком сравнени , и вторым индикатором, вторым источником напр жени , соединенным с вторым входом второго блока сравнени , выход каждого частотного генератора соединен с соответствующим входом смесител  , выход детектора соединен со входом второго компаратора. Индуктивный преобразователь выполнен в виде полого каркаса, на поверхности которого размещена катушка индуктивности, а во внутренней полости установлен упор-фиксатор в плоскости, перпендикул рной продольной оси каркаса на границе намотки катушки.

Принцип действи  изобретени  основан на зависимости магнитной проницаемости объема, в котором размещаетс  группова  упаковка изделий, от числа изделий в этой упаковке.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - конструкци  катушки индуктивности.

Устройство состоит из блока обработки 1 и электрически св занного с ним датчика, выполненного в виде полой катушки индуктивности 2. Блок обработки 1 в своем составе содержит два генератора 3, 4, смеситель 5, фильтр 6, частотный дискриминатор 7, детектор 8, два компаратора 9, 10, два индикатора 11, 12 и два источника напр жени  13,14.

Выход каждого генератора 3 и 4 электрически св зан с соответствующим входом смесител  5, выход которого в свою очередь подключен через последовательно соединенные фильтр 6 и частотный дискриминатор 7 ко входу детектора 8. Выход детектора

8 электрически св зан с первым входом компаратором 9 и первым входом компаратора 10. Второй вход компаратора 9 подключен к выходу источника напр жени  13,

а второй вход компаратора 10 - к выходу источника напр жени  14. Выходы компараторов 9 и 10 соединены с индикаторами 11 и 12 соответственно. При этом катушки индуктивности 2  вл етс  частотнозадаю0 щим элементом генератора 4.

Катушка индуктивности (фиг.2) состоит из обмотки 15, каркаса 16, упора-фиксатора 17 и представл ет собой полую катушку индуктивности , сечение внутренней полости

5 которой имеет форму, соответствующую сечению упаковки, а длина обмотки 0бм. превышает длину упаковки iy.

Дл  повышени  точности и достоверности результатов контрол  упаковку необхо0 димо фиксировать во внутренней полости датчика. С этой целью с одной стороны внутренней полости по середине установлен упор-фиксатор, который ориентирован в плоскости, перпендикул рной плоскости

5 издели , а расположение упаковки строго в области обмотки определ ет положение упора-фиксатора на границе обмотки. На фиг. 2 упаковка показана условно пунктирной линией; размеры сечени  (h - ширина,

0 S - высота) указаны с допусками относительно номинальных размеров, в качестве которых прин ты максимальные размеры сечени  упаковки.

Изобретение работает следующим об5 разом.

Контролируема  группова  упаковка помещаетс  внутри полой катушки индуктивности 2. При этом в зависимости от материала , из которого изготовлены издели ,

0 пакет изделий выполн ет роль ферромагнитного или парамагнитного сердечника. Поскольку индуктивность катушки 2 определ етс  магнитной проницаемостью ее сердечника , а- катушка 2  вл етс 

5 частотозадающим элементом генератора 4, частота сигнала на выходе генератора 4 F2 функционально св зана с количеством изделий в групповой упаковке. Переменный сигнал частотой F2 с выхода генератора 4

0 поступает на один из входов смесител  5, на другой вход которого приходит сигнал с частотой FI с выхода генератора З. В результате преобразовани  сигналов смесителем 5 на его выходе формируетс  переменные

5 сигналы с частотами генераторов и комбинаци ми этих частот и их гармоник, которые поступают на вход фильтра 6. Фильтр 6 обладает амплитудно-частотной характеристикой , обеспечивающей прохождение на его выход только сигнала разностной частоты Л F F2-Fi. Сигнал разностной частоты A F поступает на вход частотного дискриминатора 7, который формирует переменный сигнал частотой A F с амплитудой, завис щей от значени  частоты AF. Этот сигнал поступает на вход детектора 8, обеспечивающего преобразование переменного электрического сигнала в посто нный, величина которого пропорциональна амплитуде входного сигнала. Таким образом, величина посто нного сигнала на выходе детектора 8 функционально св зана с количеством изделий в групповой упаковке. Посто нный сигнал поступает на первые входы компараторов 9 и 10. Вторые входы компараторов 9 и 10 подключены к источникам напр жени  13 и 14 соответственно. При этом уровень напр жени  источника 13 превышает уровень сигнала на выходе детектора 8 при номинальном количестве изделий в упаковке , а уровень напр жени  на выходе источника 14 меньше сигнала на выходе детектора 8 при номинальном количестве изделий в упаковке.

При номинальном количестве изделий в упаковке уровень напр жени  на первом входе компаратора 9 меньше уровн  напр жени  на второй его входе. При этом на выходе компаратора 9 присутствует сигнал нулевого потенциала и индикатор 11 не светитс . Уровень напр жени  на первом входе компаратора 10 больше уровн  напр жени  на втором его входе. При этом на выходе компаратора 10 присутствует сигнал нулевого потенциала, при котором индикатор 12 не светитс 

При количестве изделий в упаковке меньше номинального уровень напр жени  на первом входе компаратора 9 меньше уровн  напр жени  на втором его входе. При этом на выходе компаратора 9 присутствует сигнал нулевого потенциала и индикатор 11 не светитс . Уровень напр жени  на первом входе компаратора 10 меньше уровн  напр жени  на втором его входе. При этом на выходе компаратора 10 формируетс  сигнал положительной пол рности, при котором светитс  индикатор 12.

При количестве изделий в упаковке, превышающем номинальное, уровень напр жени  на первом входе компаратора 9 больше уровн  напр жени  на втором его входе. При этом на выходе компаратора 9 формируетс  сигнал положительной пол рности , при котором светитс  индикатор 11. Уровень напр жени  на первом входе компаратора 10 больше уровн  напр жени  на втором его входе. При этом на выходе компаратора 10 присутствует сигнал нулевого

уровн , при котором индикатор 12 не светитс .

Таким образом, при номинальном количестве изделий в групповой упаковке индикаторы 11 и 12 не свет тс . При количестве изделий меньше номинального включаетс  индикатор 12, а при превышении номинального количества включаетс  индикатор 10. Упаковка, выполненна  из электроизо0 л ционных материалов, таких как бумага, картон, пластин и т.п., не оказывает вли ни  на работу изобретени , поскольку не вли ют на магнитную проницаемость объема внутри катушки индуктивности 2. Изобрете5 ние позвол ет контролировать количество изделий в упаковке, выполненных как из магнитных, так и из немагнитных металлов. Наиболее эффективно применение изобретени  при контроле количества изделий из

0 ферромагнитных материалов.

Использование в составе изобретени  генератора опорной частоты 3, смесител  5 и фильтра 6 позвол ет повысить относительные изменени  амплитуды сигнала на выхо5 де детектора 8, тем самым увеличить разрешающую способность изобретени  и повысить его помехозащищенность, т.е. повысить достоверность результатов измерени .

0 Изобретение выполн етс  следующим образом.

Генераторы 3,4 и смеситель 5 могут быть реализованы на базе цифровых микросхем , например серии К564. В качестве

5 фильтра 6 может быть использована интегрирующа  RC-цепь. В роли частотного дис- криминатора 7 может выступать резонансный усилитель или низкочастотный фильтр. В качестве детектора 8 может

0 быть применен полупроводниковый диод и конденсатор. Компараторы 9 и 10 могут быть выполнены на основе микросхем 521 САЗ. Индикаторами 11,12 могут служить светодиоды или лампы накаливани .

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  размеров металлических изделий, содержащее индуктивный первичный преобразователь и блок обработки, два частотных генератора, в

   0 цепь одного из которых включен индуктивный преобразователь, первый источник напр жени , соединенный с его выходом первый блок сравнени  и подключенный к выходу блока сравнени  первый индикатор,

   5 отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и достоверности контрол , оно снабжено последовательно соединенными смесителем, фильтром, частотные дискриминатором, детектором, вторым блоком сравнени  и вторым индикатором, вторым источником напр жени , соединенным с вторым входом второго блока сравнени , выход каждого частотного генератора соединен с соответствующим входом смесител , выход детектора соединен с входом второг блока сравнени , индуктивный преобразователь выполнен в виде полого каркаса , на поверхности которого размещена катушка индуктивности, а во внутренней полости установлен упор-фиксатор в плоскости , перпендикул рной продольной оси каркаса на границе намотки катушки.