SU146957A1

SU146957A1 - Device for contactless simultaneous and independent control of the diameter and average wall thickness of non-ferromagnetic pipes

Info

Publication number: SU146957A1
Application number: SU727465A
Authority: SU
Inventors: В.Г. Герасимов; А.И. Кулыгин; В.Г. Хлебников; Ю.М. Шкарлет
Original assignee: В.Г. Герасимов; А.И. Кулыгин; В.Г. Хлебников; Ю.М. Шкарлет
Priority date: 1961-04-22
Filing date: 1961-04-22
Publication date: 1961-11-30

Description

Изобретение относитс к устройствам дл бесконтактного одновременного и независимого контрол диаметра и средней толщины стенок металлических неферромагнитных труб с индуктивным датчиком, подвключенным к генератору вч (высокой частоты).The invention relates to devices for contactless simultaneous and independent monitoring of the diameter and average wall thickness of non-ferromagnetic metal pipes with an inductive sensor connected to an HF (high frequency) generator.

Сущность предлагаемого устройства заключаетс в том. что оно выполнено с двум измерительными каналами; с помощью одного пз них - частотного - измер етс наружный диаметр труб, а посредством другого канала - амплитудного - измер етс средн толщина стенок труб.The essence of the proposed device is. that it is made with two measuring channels; using one of them, the frequency one, the outer diameter of the pipes is measured, and through another channel, the amplitude one, the average thickness of the pipe walls is measured.

Така схема устройства позвол ет одновременно производить измерен:и диаметра и толщины стенок труб.Such a device circuit makes it possible to simultaneously measure: both the diameter and the wall thickness of the pipes.

На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг. 2 - принципиальна схема без блока генератора вч.FIG. 1 shows a block diagram; in fig. 2 is a schematic diagram without an HF generator block.

Схема устройства состоит из следующих блоков: / и - блоки генераторов вч; 3 - блок измерител диаметра труб; 4 - блок измерител толщины стенок труб; 5-блок питани .The device circuit consists of the following blocks: / and - high frequency generator blocks; 3 - block measuring tube diameter; 4 - block measuring tube wall thickness; 5-block power.

С помощью индуктивного датчика (катушки), вл ющегос элементом колебательного контура генератора вч., одновременно измер етс наружный диаметр и усредненна по периметру толщина стенки гладких металлических неферромагнитных труб.With the help of an inductive sensor (coil), which is an element of the oscillating circuit of the HF generator, the outer diameter is simultaneously measured and the wall thickness of smooth metallic non-ferromagnetic pipes averaged along the perimeter.

При помещении индуктивного датчика (катущки) внутрь трубы в ее стенках под действием переменного пол возникают вихревые токи, которые вызывают размагничивающее действие, что приводит к изменению индуктивности катушки, а следовательно, к 1;зменен1;ю частоты генератора вч.When an inductive sensor (coil) is placed inside the tube, eddy currents arise in the walls of the tube under the action of an alternating floor, which cause a demagnetizing effect, which leads to a change in the coil inductance and, therefore, to 1;

В то же врем наличие потерь от вихревых токов может быть представлено , как увеличение активного сопротивлени катушки, а следора№ 146957-2телвно , как изменение добротности контура генератора вч- Это изменение пропорционально изменению толщины стенок труб.At the same time, the presence of losses from eddy currents can be represented as an increase in the active resistance of the coil, and trace No. 146957-2 on the line, as a change in the quality factor of the generator circuit HF. This change is proportional to the change in the thickness of the pipe walls.

Таким образом, в блоке генератора вч. выдел ютс два напр жени ; одно нз них, пропорциональное изменению добротности катушки, подаетс в блок измерител толщины стенок труб, а другое, пропорциональное изменению индуктивности катушки, а следовательно, изменению частоты контура - в блок измерител диаметра труб.Thus, in the generator block HF. two stresses are released; one of them, proportional to the change in the Q factor of the coil, is fed to the block measuring the thickness of the pipe walls, and the other proportional to the change in the inductance of the coil, and consequently, changing the frequency of the circuit to the block measuring the diameter of the pipes.

Блок 2 генератора вч -используетс дл работы по методу сравнени , что позвол ет устранить вли ние изменени окружаюшей температуры на показани индикаторов. В этом случае в датчик блока 2 генератора вч вставл етс эталонный образец.Generator block 2 is used for the comparison method, which eliminates the effect of a change in ambient temperature on the indicator readings. In this case, a reference sample is inserted into the sensor of the generator HF unit 2.

Блок / генератора вч собран нэ лампе Л1 (6Ж5П) по схеме с электронно св зью. Колебани вч с контура, составленного из конденсаторов Ci и С и катушки L (датчика), поступают на детектор Д, собранный на диоде (Д2Е), откуда выпр мленное напр жение через делитель RZ и ограничительное сопротивление R поступает на сетку лампы Ла измерител толш,ины стенок труб- Катод лампы Л1 отделен от «земли по вч дросселем L. С помощью сопротивлени R и конденсатора Сз на сетке лампы Л создаетс смещение.The block / generator of HF is assembled in a ne lamp L1 (6Ж5П) according to an electronically coupled circuit. The oscillations rf from the circuit composed of capacitors Ci and C and the coil L (sensor) are fed to detector D assembled on a diode (D2E), from where the rectified voltage through the divider RZ and the limiting resistance R is fed to the grid of the La meter, measuring the thickness, The tube walls — the cathode of lamp L1 is separated from the earth by an HF choke L. An offset is created with the help of resistance R and capacitor C3 on the grid of lamp L.

В анодную цепь генератора вч включен контур, составленный из конденсаторов С, С и катушки L. Контур настроен на вторую гармонику и индуктивно св зан с контуром, составленным из конденсаторов Cg, C и катушки Lt, частотного дискриминатора, собранного на лампе Лз (6Х2П). Нагрузкой дискриминатора служат сопротивлени R и . зашунтированные конденсаторами Се и Сд, напр жение с выхода частотного дискриминатора через одно из сопротивлений RT, R, Rg поступает на сетку лампы Л, измерител диаметра труб.The anode circuit of the high frequency generator includes a circuit composed of capacitors C, C and coil L. The circuit is tuned to the second harmonic and is inductively connected to the circuit composed of capacitors Cg, C and coil Lt, frequency discriminator assembled on an Lz lamp (6X2P) . The discriminator load is the resistances R and. shunted by capacitors Ce and Cd, the voltage from the output of the frequency discriminator through one of the resistances RT, R, Rg is fed to the grid of the lamp L, a tube diameter meter.

Блоки 3 -и 4 измерителей толщины стенок и диаметра труб нредставл Еот собой балансные усилители посто нного тока, между анодами ламп Л2 н Л которых включены в качестве индикаторов (измерительных приборов) микроамперметры |и/4 (М-24).Blocks 3 - and 4 measuring instruments for wall thickness and pipe diameter were represented by balanced DC amplifiers, between the anodes of lamps L2 and L which are included as indicators (measuring devices) microammeters and / 4 (M-24).

Если измерени провод тс с эталонным образцом, то напр жени с выходов амплитудного детектора и частотного, дискриминатора блока 2 генератора вч подаютс на вторые половины ламп Л и Л. Между анодами последовательно с индикатором включены сопротивлени Rw. Rii и Ri2 дл регулировки чувствительности устройств. в отношении отклонени диаметра труб и обмотки двух пол ризованных реле Pi и PZРеле . служит дл защиты индикатора от перегрузок, реле PI-дл включени сигнализации контрол номинального значени диаметра труб и выхода его из допуска- Подбором величины катодных сопротивлений и Rn достигаетс начальна балансировка усилител посто нного тока.If measurements are made with a reference sample, then the voltages from the outputs of the amplitude detector and frequency discriminator of the HF generator unit 2 are fed to the second half of the lamps L and L. Between the anodes in series with the indicator, the resistances Rw are connected. Rii and Ri2 to adjust the sensitivity of devices. regarding the deviation of the diameter of the pipes and the winding of two polarized relays Pi and PZ Relay. serves to protect the indicator from overloads, the relay PI to turn on the alarm monitoring the nominal value of the pipe diameter and its exit from tolerance. By selecting the cathode resistance and Rn, initial balancing of the DC amplifier is achieved.

Сопротивлени , Rte, Rn, Ri и Rig образуют с сопротивлением делитель напр жени дл компенсации положительного напр жени , которое подаетс на вход усилител посто нного тока.The resistances, Rte, Rn, Ri, and Rig, with a resistance, form a voltage divider to compensate for the positive voltage that is applied to the input of the DC amplifier.

Измеритель толщины стенок труб аналогичен измерителю диаметра труб. Компенсаци вли ни изменени диаметра труб на показани индикатора толщины стенок труб осуществл етс нутем подачи соответствующей величины напр жени с сопротивлений 2о или включенных последовательно с детектором Дц в блок измерител толщины стенок труб.Measuring the thickness of the pipe wall is similar to measuring the diameter of pipes. Compensation of the effect of changing the diameter of pipes on the readings of the indicator of wall thickness is made by supplying the appropriate voltage from resistances 2 or connected in series with detector C into the measuring unit of wall thickness.

Компенсаци вли ни изменени толщины стенки трубы на показание индикатора диаметра трубы производитс подачей напр жени с необходимым коэффициентом делени с сопротивлений 7, 8, э детектора Л2 в блок измерител диаметра. Сопротивление . вл етс ограничительным сопротивлением в цепи сетки лампы Л. Переключатель /7iCompensation of the influence of the change in the wall thickness of the pipe on the indication of the indicator of the diameter of the pipe is made by applying voltage with the necessary division factor from resistances 7, 8, e of detector L2 to the diameter measuring unit. Resistance is the limiting resistance in the grid circuit of the lamp L. Switch / 7i

служит дл переключени диапазонов толш,нны стенок труб, а переключатель HZ дл переключени диапазонов диаметра труб. Конденсатор Сю служит дл подстройки генератора вч при переходе к контролю диаметра другой номинальной величиныУкраинский научно-исследовательский трубный институт признает промышленную полезность предлагаемой установки дл трубных предпри тий .serves to switch the thickness ranges of the pipe walls, and the switch HZ to switch the ranges of the pipe diameter. Xu capacitor serves to tune the HF generator when switching to a different nominal diameter control. The Ukrainian Research and Development Tube Institute recognizes the industrial utility of the proposed installation for tube plants.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл бесконтактного одновременного и независимого контрол диаметра и средней толщины степок неферромагнитных труб с индуктивным датчиком, подключенным к высокочастотному генератору , отличаюш,еес тем, что, с целью одновременного измерени диаметра и толщины стенок труб, устройство выполнено с двум измерительными каналами, одним из которых измер етс напр жение, пропорциональное частоте генерируемых колебаний и представл ющее собой функцию диаметра трубы, а другим - напр жение, пропорциональное измерению добротности контура, вл ющеес функцией толщины стенок трубы.A device for contactless, simultaneous and independent monitoring of the diameter and average thickness of non-ferromagnetic tube steppes with an inductive sensor connected to a high-frequency generator is distinguished by the fact that, in order to simultaneously measure the diameter and wall thickness of pipes, the device is made with two measuring channels, one of which a voltage is measured that is proportional to the frequency of the oscillations generated and is a function of the diameter of the pipe, and the other is a voltage proportional to the measurement of the quality factor to This is a function of pipe wall thickness.