SU650747A1 - Электромагнитный дифференциальный датчик - Google Patents

Description

54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДАТЧИК

боковых гран х с внешней и внутренней сторон нолюсов магнитопровода.

На фиг. 1 изображен нредложенный датчнк; на фиг. 2 - разрез фиг. 1; на фиг. 3 - график, зависимости чувствительности от месторасположени  катушек вдоль стыка; на фиг. 4 - график характеристик датчика при высоте 12 мм от издели .

С помощью катушки 1 индуктивности, намотанной на  р.ме П-образного магнитопровода 2 и питаемой от генератора переменного напр жени , создаетс  пере.менный магнитный поток, который вводитс  в свариваемое изделие 3. Индикаторные катушки 4 индуктивности, расположенные с внутренней стороны полюсов, и катушки 5, расположенные с внешней етороны полюсов .магпитопровода , улавливают изменение индукции магнитного пол , обусловленное как CMeiiieнием стыка, так и перекосо.м кромок свариваемого издели .

Принцип работы датчика заключаетс  в следуюш,ем.

Магнитный поток магнитопровода датчика представл ет собой два зaв c щиx один от другого потока: основной поток, который замыкаетс  по полному П-образному контуру , и поток рассе ни , который за.мыкаетс  по неполному контуру и сосредоточен в основном между внутренпи.ми гран ми полюсов . При внесении в ноле датчика металлической пластины с зазором (стыком) основной поток с торца и наружных граней входит в металл и вызывает по вление вихревых токов в не.м, а следовательно, испытывает на себе их размагничивающее действие. Таки .м образом, поток с наружной грани  вл етс  обратной функцией раз.магничивающего потока вихревых токов, а поток рассе ни  с внутренних граней - пр мой функцией . При смещении стыка происходит перераспределение размагничивающего действи  пластин под полюсами и, следовательно, измен етс  основной поток и поток рассе ни , из.менени  их разнопол рные. Использование комбинированного взаимодействи  указанных потоков позвол ет получить сигнал датчика, нропорциопальный с.мещению стыка и при этом практически не чувствительный к изменению геометрии стыка (высоты датчика до издели5, превьипени  кромок, зазора). Кроме того, датчик работоспособен на разнородных металлах: как магнитных, так и немагнитных, и таким образом совмещает в себе лучшие качества известных в насто щее врем  индуктивных, индукционных датчиков (работа на разнородных металлах ) и датчика краевого эффекта (нечувствительность к превышению кромок). Величина индукции магнитного пол  над стыком убывает от плоскости магнитопровода (Y 0) вдоль стыка в обе стороны.

Изменение индукции магнитного пол  в поперечном относительно стыка направлении

имеет более сложный характер. В плоскости магнитопровода (Y 0) величина индукции нарастает от стыка к полюса.м и имеет .макси .мальный градиент, на подступах к полюсам магнитонровода-остаетс  практически посто нной (Y 14) и по .мере удалени  от нолюсов (У 14) убывает от стыка в обе стороны с на.много .меньшим градиентом, чем в плоскости магпитопровода. В соответствии с этим

зависи.мость. чувствительности датчика от месторасполо сени  катушек однозначно определ етс  кривой на фиг. 3.

Дифференциальные сигналы включенных встречно-последовательно катушек 4 и 5 завис т как от смещени  стыка относительно

датчика, так и от превышени  кро.мок. Причем пол рности составл ющих сигналов по превышению кромок совпадают, а по смешению стыка оазличны (фиг. 4), а именно:

III . I ii. I 1

(J U.J, -1- 1л- , Us Us - bs ,

где LJ, Us - дифференциальные сигналы катушек 4 и, 5;

. т Пр J у 21Р I .UK т г

IJ4 , Us ; , Us - их составл ющие по превышению кромок и смещению стыка. При этом и Г т Us , так как это сигналы от превышени  кро.мок различных потоков: потоков рассе ни  и основных потоков с наружных граней, хот  зависимости данных потоков от превышени  кро.мок похожи. Добитьс  равенства этих сигналов возможио подбором числа витк:ов индикаторных кату иек . Но гораздо проще выполнить катущки одинаковыми, а затем ослабить больн ий сигнал Us наружных катушек до уровн , меньшего U внутренних катушек. Осуществл етс  это с но.мощью потенциометрического делител  в схеме формировани  сигпала датчика. Схема формировани  сигнала датчика- реа.1изуетс  в соответствии с формулой дл  и . Г1олТ,бираетс  коэффициент К в процессе настройки поворото.м ручки потенциометра до совпадени  сигналов от

н)евыщеии  кромок внутренних и наружных катуп ек.

Если теперь получить разностный сигнал вида

Ue U4 - KUs - uf + иГ-киГ-f+ KUf-,

то, подбира  К так, чтобы U. KUs , мы исключаем сигналы по превышению кромок , практически удваива  сигнал по смещепию , т. е. Ue U4 + KUg. Датчик не чувствителен к превышению кромок до 40% его высоты над стыком.

Предлагаема  конструкци  датчика нри небольших габаритах обеспечивает получение сигнала как на ферромагнитных, так и на 1емагнитных металлах, приче.м гораздо большей чувствительности. Осуществл етс  при этом не просто компенсаци  превышени  кромок, а компенсаци  с увеличением сигнала от смещени  стыка.

Claims (2)

1. Это позволит щире использовать датчик при автоматизации направлени  сварочной головки в производстве, особенно при. значительном уровне электромагнитных помех. Формула изобретени  Электромагнитный дифференц.ча,дьный датчик положени  свариваемого стыка, содержащий катушКу индуктивности, на.мотанную на  рме П-образного магнитопровода, плоскость сечени  которого перпендикул рна оси стыка, а также индикаторные катушки индуктивности, отличающийс  тем, что, с 6 7 целью повышени  точности слежени  по стыку при сварке любых, в том числе и немагlUiTHbix материалов, с одновременным уменьшением габаритов датчика, индикаторные катушки укреплены соосно на боковых гран х с внеидней и внутренней сторон полюсов магнитопровода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 210985, кл. В 23 К 9/10, 04.11.66.
2. 2.Авторское свидетельство X9 191710, кл. В 23 К 9/10, 25.03.67.

   1риг 1

   А-Д

   0.1 -JO -8 ..Б - -

   0.8 0.7 0.6 0,5 O.ti

   4 A , 0.3 0.2