RU2117239C1

RU2117239C1 - Device for measuring wire parameters

Info

Publication number: RU2117239C1
Application number: RU96109383A
Authority: RU
Inventors: С.В. Лисицына
Original assignee: Новосибирский государственный технический университет
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has primary instrument transducer of wire parameters, branch of eddy-current conversion, optical conversion branch, and branch processing the signals of both branches. Device makes it possible to extend functional capabilities of slotted eddy-current device due to provision for simultaneous local measurement of thickness of wire insulation coating, core diameter and diameter of wire with insulation coating. EFFECT: higher measurement results. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, схемотехнике, энергетике, электронике, технике связи и других отраслях для неразрушающего контроля геометрических параметров проводов как в процессе эксплуатации электрических проводов, так и при их производстве. The invention relates to measuring equipment and can be used in mechanical engineering, circuitry, energy, electronics, communication technology and other industries for non-destructive testing of the geometric parameters of wires both in the process of operating electric wires and in their production.

Известно устройство для измерения параметров провода, содержащее последовательно соединенные источник питания, емкостной преобразователь и блок индикации. (Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник под ред. д.т.н., проф. В.В.Клюева. -М.: Машиностроение, 1986 г., т.2, стр. 162). A device for measuring wire parameters is known, which comprises a power source, a capacitive converter, and an indication unit connected in series. (Devices for non-destructive testing of materials and products. Handbook edited by Doctor of Technical Sciences, Professor V.V. Klyuyev. -M.: Mechanical Engineering, 1986, v.2, p. 162).

Однако указанное устройство является контактным, контролирует толщину изоляции провода и не позволяет измерять диаметр жилы провода и его общий диаметр с покрытием, что говорит о его низких функциональных возможностях. However, this device is a contact device that controls the thickness of the insulation of the wire and does not allow measuring the diameter of the wire core and its total diameter with the coating, which indicates its low functionality.

Кроме того, известно устройство для измерения параметров провода (Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник под ред. д. т.н., проф. В.В.Клюева. -М.: Машиностроение, 1986 г., т.2, стр. 86) являющееся прототипом предлагаемого изобретения и содержащее соединенные последовательно ВЧ-генератор, щелевой вихретоковый преобразователь с кольцевым ферритовым сердечником и блок обработки выходного сигнала щелевого вихретокового преобразователя. Указанное устройство позволяет проводить измерения без контакта с объектом контроля, а также при его движении. In addition, a device is known for measuring wire parameters (Devices for non-destructive testing of materials and products. Handbook edited by the so-called prof. V.V. Klyuyev. -M.: Mechanical Engineering, 1986, v.2 , p. 86), which is the prototype of the present invention and comprising a series-connected RF generator, a slot eddy current transducer with an annular ferrite core, and an output signal processing unit for a slot eddy current transducer. The specified device allows measurements to be made without contact with the object of control, as well as during its movement.

Однако указанное устройство предназначено для бесконтактного контроля диаметра жилы электрического провода и не позволяет с его помощью измерять толщину покрытия провода, а также его общий диаметр, что сужает его функциональные возможности. However, this device is intended for non-contact control of the diameter of the core of the electric wire and does not allow using it to measure the coating thickness of the wire, as well as its total diameter, which narrows its functionality.

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о том, что задачей изобретения является создание устройства для измерения параметров провода с более широкими функциональными возможностями. The analysis of the prior art indicates that the object of the invention is to provide a device for measuring wire parameters with wider functionality.

Это достигается тем, что в известное устройство для измерения параметров провода, в котором имеются последовательно соединенные высокочастотный генератор (ВЧГ), щелевой вихретоковый преобразователь (ЩВТП) и блок обработки выходного сигнала щелевого вихретокового преобразователя (БВТП), введены последовательно соединенные низкочастотный генератор (НЧГ), оптический преобразователь (ОП), состоящий из оптически связанных источника оптического излучения (ИОИ) и фотоприемника (ФП), блок обработки выходного сигнала оптического преобразователя (БОП), дифференциальный усилитель (ДУ) и блок индикации (БИ), причем выход БВТП подключен к входу ДУ. This is achieved by the fact that in the known device for measuring the parameters of the wire, in which there are series-connected high-frequency generator (VCH), slot eddy current transducer (SHVTP) and the processing unit of the output signal of the slot eddy current transducer (BVTP), series-connected low-frequency generator (LF) , an optical converter (OP), consisting of optically coupled optical radiation source (IOI) and a photodetector (FP), the processing unit of the output signal of the optical converter la (BOP), a differential amplifier (DU) and a display unit (BI), and the BVTP output is connected to the input of the DU.

Источник оптического излучения и фотоприемник могут быть расположены в щели сердечника вихретокового преобразователя с противоположных сторон. The optical radiation source and the photodetector can be located in the slit of the core of the eddy current transducer from opposite sides.

Устройство может, кроме того, содержать блок выбора режима измерения (БВР), соединенный с ДУ, либо иметь дополнительно связи блока индикации с выходом БОП и выходом БВТП. Устройство может также содержать блок задания типа материалов (БЗМ), соединенный с БОП и с БВТП. The device may, in addition, contain a measurement mode selection unit (BVR) connected to the remote control, or additionally have a display unit connection with the BOP output and the BVTP output. The device may also contain a block type of materials (BZM) connected to the BOP and BVTP.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - конструкция первичного измерительного преобразователя параметров провода (ПИП). In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 - the design of the primary measuring transducer wire parameters (PIP).

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные ВЧГ 1, ЩВТП 2, БВТП 3, ДУ 4 и ВИ 5, а также содержит соединенные последовательно НЧГ 6, ОП 7, состоящий из ИОИ 8 и ФП 9 и БОП 10, выход которого соединен с входом ДУ 4. Кроме того, выходы БОП 10 и БВТП 2 могут быть соединены с ВИ 5 или устройство может дополнительно содержать БВР 11, соединенный с ДУ 4. Устройство может также содержать БЗМ 12, соединенный с БОП 10 и БВТП 3. The proposed device (Fig. 1) contains series-connected VCHG 1, SCHVTP 2, BVTP 3, DU 4 and VI 5, and also contains series-connected NCHG 6, OP 7, consisting of IOI 8 and FP 9 and BOP 10, the output of which is connected with the input of the remote control 4. In addition, the outputs of the BOP 10 and BVTP 2 can be connected to VI 5 or the device may additionally contain BVR 11 connected to the remote control 4. The device may also contain BZM 12 connected to BOP 10 and BVTP 3.

На фиг. 2 первичный измерительный преобразователь параметров провода 13 содержит ИОИ 8 и ФП 9, расположенные с противоположных сторон щели 14, ферромагнитный сердечник 15 с возбуждающей обмоткой 16, подключенной к ВЧГ 1, и с измерительной обмоткой 17, подключенной к БВТП 3. ИОИ 8 подсоединен к НЧГ 6, а ФП 9 - к БОП 10. In FIG. 2, the primary measuring transducer of the wire parameters 13 contains the IOI 8 and FP 9 located on opposite sides of the slit 14, the ferromagnetic core 15 with the exciting winding 16 connected to the VCHG 1, and with the measuring winding 17 connected to the BVTP 3. The IOI 8 is connected to the LFG 6, and FP 9 - to BOP 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Оптический 7 и щелевой вихретоковый 2 преобразователи преобразуют геометрические размеры измеряемого провода в электрические сигналы. ОП 7 воспринимает величину диаметра провода с покрытием d1 и состоит из ИОИ 8 и ФП 9, между которыми размещается объект измерения. От величины d1 зависит засветка ФП 9, а следовательно его выходной сигнал ε 1. ЩВТП 2 воспринимает величину диаметра жилы d2 и состоит из ферромагнитного сердечника 15, имеющего измерительную щель 14 для расположения в ней объекта измерения, а также из одной или нескольких обмоток сердечника 16 и 17. От величины d2 зависит магнитное сопротивление, вносимое в магнитную цепь ВТП 2, а следовательно его выходной сигнал ε 2. Блоки БОП 10 и БВТП 2 преобразуют величины ε 1 и ε 2 в электрический эквивалент величин d1 и d2 согласно функциям d1 = f ( ε 1) и d2 = f ( ε 2) соответственно. ДУ 4 производит вычитание d1 - d2 и передает сигнал на БИ 5. При включении в устройство БВР 11 в зависимости от режима задаваемого с его помощью, на БИ 5 осуществляется индикация определяемого параметра (d1, d2 или d1 - d2) (фиг. 1). Optical 7 and slot eddy current 2 converters convert the geometric dimensions of the measured wire into electrical signals. OP 7 perceives the value of the diameter of the coated wire d1 and consists of IOI 8 and FP 9, between which the measurement object is located. The illumination of FP 9 depends on the value of d1, and therefore its output signal is ε 1. SCHWTP 2 senses the core diameter d2 and consists of a ferromagnetic core 15 having a measuring gap 14 for the location of the measurement object in it, as well as one or more core windings 16 and 17. The magnitude of the d2 depends on the magnetic resistance introduced into the magnetic circuit of the ECP 2, and therefore its output signal ε 2. The BOP 10 and BVTP 2 blocks convert the values of ε 1 and ε 2 into the electrical equivalent of the values of d1 and d2 according to the functions d1 = f (ε 1) and d2 = f (ε 2) respectively Tween. Remote control 4 subtracts d1 - d2 and transmits a signal to BI 5. When turning on the BVR 11 device, depending on the mode specified with it, BI 5 displays an indication of the determined parameter (d1, d2 or d1 - d2) (Fig. 1) .

Для обеспечения возможности одновременного контроля диаметра жилы, диаметра провода с изоляционным покрытием и толщины изоляционного покрытия на БИ 5 кроме сигнала от ДУ 4 непосредственно могут подаваться сигналы от БОП 10 и БВТП 2 (фиг. 1). To enable simultaneous monitoring of the diameter of the core, the diameter of the wire with an insulating coating and the thickness of the insulating coating on BI 5, in addition to the signal from DU 4, signals from BOP 10 and BVTP 2 can be directly sent (Fig. 1).

Для учета выбора типа материала, из которого выполнено изоляционное покрытие провода (степень прозрачности), и типа материала жилы провода в устройство может быть введен БЗМ 12, при помощи которого задаются режимы работы БОП 10 и БВТП 3 (фиг. 1). To take into account the choice of the type of material from which the insulating coating of the wire is made (degree of transparency), and the type of material of the wire core, a BZM 12 can be introduced into the device, with which the operating modes of the BOP 10 and BVTP 3 are set (Fig. 1).

Для осуществления локального контроля параметров провода как при его движении, так и в стационарном режиме ЩВТП И ОП предлагается выполнить в виде единого блока - первичного измерительного преобразователя параметров провода 13, в котором локальный участок провода одновременно измеряется и ЩВТП, и ОП за счет расположения оптически связанных ИОИ 8 и ФП 9 в щели 14 ферромагнитного сердечника 15 ЩВТП (фиг. 2). To carry out local control of the wire parameters both during its movement and in the stationary mode, SCHWTP and OP are proposed to be implemented as a single unit - a primary measuring transducer of wire parameters 13, in which the local section of the wire is simultaneously measured by both SCHWTP and OP due to the location of optically coupled IOI 8 and FP 9 in the slit 14 of the ferromagnetic core 15 SHCHVTP (Fig. 2).

Таким образом основными преимуществами метода, реализуемого в предлагаемом устройстве, являются возможность бесконтактного измерения толщины изоляционного покрытия провода, а также диаметры жилы и диаметра провода с изоляционным покрытием, возможность контроля одновременно нескольких параметров провода, возможность локального контроля как движущегося, так и жестко закрепленного провода, а также возможность учета типа материалов, из которых изготовлен объект контроля, что свидетельствует о расширении функциональных возможностей устройства. Thus, the main advantages of the method implemented in the proposed device are the possibility of non-contact measurement of the thickness of the insulating coating of the wire, as well as the diameters of the core and the diameter of the wire with insulating coating, the ability to control several wire parameters at the same time, the possibility of local monitoring of both moving and rigidly fixed wires, as well as the ability to take into account the type of materials from which the control object is made, which indicates the expansion of the functionality of troystva.

Claims

1. A device for measuring wire parameters, comprising a series-connected high-frequency generator, a slot eddy current transducer, and a processing unit for an output signal of a slot eddy-current transducer, characterized in that a series-connected low-frequency generator, an optical transducer, an output signal processing block of an optical transducer, a differential amplifier are introduced and an indication unit, wherein the optical converter consists of optically coupled optical source eskogo radiation and the photodetector, and the output of the output processing unit eddy current gap transducer is connected to the input of the differential amplifier.

2. The device according to claim 1, characterized in that the optical radiation source and the photodetector are located in the slit of the core of the eddy current transducer from opposite sides.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a measurement mode selection unit connected to a differential amplifier is inserted into it.

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the outputs of the processing unit of the output signal of the optical transducer and the output unit of the slot eddy current transducer are connected to the display unit.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a material type setting unit is connected to it, connected to the processing unit of the output signal of the optical transducer and to the processing unit of the output signal of the slot eddy current transducer.