SU1758450A1

SU1758450A1 - Устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали

Info

Publication number: SU1758450A1
Application number: SU904868494A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Игнатьев; Владимир Александрович Панов; Сергей Александрович Панов; Александра Алексеевна Лунегова
Original assignee: Пермский политехнический институт
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Использование: температурные измерени в информационно-измерительных системах, контроль технологических процессов . Сущность изобретени : устройство содержит детектирующие катушки 1, 9, дифференциальные усилители 2,10, балластные катушки 3, 11, потенциометры 4, 12, фазовые детекторы 5, 7, блок 6 вычитани , индикатор 8, генератор 13, фазосдвигающие схемы 14, 15. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к температурным измерени м и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в системах контрол технологических процессов.

Известно устройство дл измерени температуры, содержащее детектирующую катушку, дифференциальный усилитель, балластную катушку, потенциометр обратной св зи, генератор, фазосдвигающую схему , фазовый детектор, причем первый вывод детектирующей катушки соединен с земл ной шиной, а второй подключен к нс- иивертирующему входу дифференциального усилител и к первому выводу балластной катушки, второй вывод которой соединен с выходом -дифференциального усилител и первым крайним выводом потенциометра отрицательной обратной св зи, средний выход .которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител , а второй крайний вывод потенциометра - с выходом генератора и входом фэзосдвигаю- щей схемы, выход которой соединен с входом фазового детектора, второй вход

которого соединен с выходом дифференциального усилител .

Недостатком устройства вл етс невозможность определени факта прогрева детали по глубине контролируемого сло .

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому устройству вл етс устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали, содержащее первый, второй, третий и четвертый аналоговые коммутаторы , управл емый генератор, дифференциальный усилитель, потенциометр, балластную и детектирующую катушки, первый и второй фазовые детекторы, первый и второй задатчики фазы, первый, второй и третий блоки вычитани , первый и второй интеграторы, масштабный усилитель, индикатор , источник опорного напр жени , генератор тактовых импульсов, первый и второй двухпозиционные ключи, трехпози- цианный ключ, соединенные определенным образом 2.

Устройство позвол ет установить факт прогрева детали по глубине контролируемого сло . Недостатком устройства вл етс

СП

с

VJ

СП

оо ел о

низка точность контрол вследствие вли ни паразитных емкостей вихретокового преобразовател на результат контрол из- за изменени частоты электромагнитного пол .

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол температуры внутренних слоев детали.

Цель достигаетс тем, что в устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали, содержащее индикатор, два фазовых детектора, выход одного из которых соединен с входом блока вычитани , а один из входов св зан с выходом генератора, который через потенциометр отрицательной обратной св зи подключен к выходу дифференциального усилител и к выводу балластной катушки, подключенной другим выводом к неинвертирующему входу дифференциального усилител и выводу детектирующей катушки, другой вывод которой соединен с земл ной шиной, причем инвертирующий вход дифференциального усилител св зан со средним выводом потенциометра отрицательной обратной св зи, введены две фазосдвигающие схемы и дополнительные балластна и детектирующа катушки, дифференциальный усилитель и потенциометр отрицательной обратной св зи, выход генератора соединен с другим входом фазового детектора через фазосдвмгающую схему, вход другой фазосдвигзющей схемы соединен с выходом генератора, а выход - с входом другого фазового детектора, другой вход которого св зан с выходом дополнительного дифференциального усилител , а выход - с другим входом блока вычитани , соединенного выходом с входом индикатора, один вывод дополнительной детектирующей катушки соединен с земл ной шиной, а другой - с неинвертирующим входом дополнительного дифференциального усилител и выводом дополнительной балластной катушки, св занной другим выводом с выходом дополнительного дифференциального усилител и крайним выводом дополнительного потенциометра отрицательной обратной св зи, к другому крайнему выводу которого подключен выход генератора, средний вывод дополнительного потенциометра отрицательной обратной св зи соединен с инвертирующим входом дополнительного дифференциального усилител , а детекти- рующие катушки выполнены различного диаметра .

На чертеже изображена структурна схема устройства дл контрол температуры внутренних слоев детали.

Устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали содержит первую детектирующую катушку 1, первый дифференциальный усилитель 2, первую балластную катушку 3, первый потенциометр 4 отрицательной обратной св зи, первый фазовый детектор 5, блок 6 вычитани , второй фазовый детектор 7, индикатор 8 вторую детектирующую катушку 9, второй диффе0 ренциальный усилитель 10, вторую балластную катушку 11, второй потенциометр 12 обратной св зи, генератор 13, первую 14 и вторую 15 фазосдвигающие схемы, деталь 16, причем первый вывод первой детектиру5 ющей катушки соединен с земл ной шиной, а второй подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилител 2 и к первому выводу балластной катушки 3, второй вывод которой соединен

0 с выходом дифференциального усилител 2 и первым крайним выводом потенциометра 4 отрицательной обратной св зи, средний вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциально5 го усилител 2, фазовый детектор 5, выход которого соединен с первым входом блока 6 вычитани , первый вывод детектирующей катушки 9 соединен с земл ной шиной, а второй подключен к неинвертирующему

0 входу дифференциального усилител 10 и к первому выводу балластной катушки 11, второй вывод которой соединен с выходом дифференциального усилител 10 и первым крайним выводом потенциометра 12 отри5 цательной обратной св зи, средний вывод которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител 10, а второй крайний вывод потенциометра 12 соединен с выходом генератора 13, с вто0 рым крайним выводом потенциометра 4. с входами фазосдвигающих схем 14 и 15, выходы которых соединены соответственно с первыми входами фазовых детекторов 5 и 7, вторые входы которых соединены соответ5 ственно с выходами дифференциальных усилителей 2 и 10, вход индикатора 8 соединен с выходом блока 6 вычитани , второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 7.

0Катушки 1, 3, 9, 11 могут быть выполнены , например, в виде известных конструкций (В.Г.Герасимов и др. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами. М.: Энерги , 1978,

5 с. 166).

Дифференциальные усилители 2, 10 могут быть, например, типа К 544 УД2.

Фазовые детекторы 5. 7 могут быть выполнены , например, по известной схеме (Щербаков В.И. и Грездов Г.И. Электронные

схемы на операционных усилител х. К.: Техника , 1983, с.110).

Блок 6 вычитани может быть выполнен , например, по известной схеме (там же, с.34).

Индикатор 8 может представл ть собой, например, вольтметр.

Генератор 13 и фазосдвигающие схемы 14, 15 могут быть выполнены, например, в виде известных конструкций (там же, с.87, 68).

Устройство дл контрол температуры внутренних слоев работает следующим образом , В процессе контрол используют два накладных вихретоковых преобразовател (ВТП), причем радиусы их детектирующих катушек различны. Деталь 16 (например, то- копровод щий лист) при известной температуре помещают в зону контрол . Фазосдвигающие схемы 14 и 15 настраивают таким образом, чтобы на выходах фазовых детекторов 5 и 7 были нулевые сигналы. Годографы относительного вносимого напр жени накладного ВТП при контроле неферромагнитного и ферромагнитного листов имеют известный вид (Приборы дл неразрушающего контрол материалов и изделий / Под ред. В.В.Клюева. Т.2, М.: Машиностроение , 1986, с. 98-100).

.Изменение температуры контролируемый детали приводит к изменению фазы относительного вносимого напр жени ВТП.

Известно, что глубина проникновени электромагнитного пол , возбуждаемого накладным ВТП, зависит от радиуса ВТП (там же, с.87) при малых значени х обобщенного параметра / ft)fia о (чем меньше радиус, тем меньше глубина проникновени ),

где /3- циклическа -частота тока возбуждени ВТП;

/.1а - абсолютна магнитна проницаемость;

а - удельна электрическа проводимость материала детали.

Выбрав ft 5 и вз в детектирующие катушки различных радиусов можно получить при одной и той же частоте электромагнитного пол два различных значени глубины проникновени электромагнитного пол в деталь, т.е. получить два контролируемых сло различной толщины При этом на выходе фазового детектора 5 будет сигнал, пропорциональный температура первого сло , а на выходе фазового детек ора 7 - сигнал, пропорциональный температуре второго сло . Если деталь прогрелась полностью, то температуры слоев буд/т равны, и на

выходе блока 6 вычитани будет нулевой сигнал, индицируемый блоком 8. Если деталь прогрелась не полностью, то температуры слоев будут различны, и на выходе

5 блока 6 вычитани будет отличный от нул сигнал. При этом нет необходимости вычисл ть значени толщин контролируемого сло , важен сам факт различи этих толщин дл определени факта прогрева материала

10 по глубине. Таким образом, в процессе контрол частота электромагнитного пол неизменна . Это приводит к исключению вли ни сопротивлений паразитных емкостей ВТП на результат контрол , что приво15 дит к повышению точности контрол .

Claims

Формула изобретени Устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали, содержащее ин0 дикатор, два фазовых детектора, выход одного из которых соединен с входом блока вычитани , а один из входов св зан с выходом генератора, который через потенциометр отрицательной обратной св зи

5 подключен к выходу дифференциального усилител и к выводу балластной катушки, подключенной другим выводом к неинвертирующему входу дифференциального усилител и выводу детектирующей катушки,

0 другой вывод которой соединен с земл ной шиной, причем инвертирующий вход дифференциального усилител св зан со средним выводом потенциометра отрицательной обратной св зи, отличающеес тем,

5 что, с целью повышени точности контрол температуры внутренних слоев детали, в него введены две фазосдвигающие схемы и дополнительные балластна и детектирующа катушки, дифференциальный усили0 тель и потенциометр отрицательной обратной св зи, выход генератора соединен с другим входом фазового детектора через фазосдвигающую схему, вход-другой фазосдвигающей схемы соединен с выхо5 дом генератора, а выход - с входом другого фазового детектора, другой вход которого св зан с выходом дополнительного дифференциального усилител , а выход - с другим входом блока вычитани , соединенного вы0 ходом с входом индикатора, один вывод дополнительной детектирующей катушки соединен с земл ной шиной, а другой - с неинвертирующим входом дополнительного дифференциального усилител и выво5 дом дополнительной балластной катушки, св занной другим выводом с выходом дополнительного дифференциального усилител и крайним выводом дополнительного потенциометра отрицательной обратной св зи, к другому крайнему выводу которого

подключен выход генератора, средний вывод рующим входом дополнительного диффе- дополнительного потенциометра отрица- ренциального усилител , а детектирующие тельной обратной св зи соединен с инверти- катушки выполнены различного диаметра.