Устройство для контроля и сигнализации о ходе технологического процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ О ХОДЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, преимущественно процесса электронно-лучевой сварки изделий с цилиндрической или сферической поверхностью, содержащее фотрэлект| ический датчик, выход которого подключен к блоку регистрации и сигнализации , и блок подсвета, включ щий источник свет с рефлектором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, в устройство дополнительно введен контррефлектор со сферической рабочей поверхностью и экран, установленный на расстоянии не менее двойной апертуры воздействующего объекта в сторону фотоэлектрического датчика и 1 5 -5на расстоянии Н ifl от L касательной к контролируемой поверхности в точке воздействия, где Н высота , на которую поднят от указанной касательной противоположный от экрана конец контррефлектора;L - расстояние от противоположного от экрана конца контррефлектора до оси воздействующего объекта; J - размер апертуры воздействующего объекта , причем центр кривизны контролируемой поверхности расположен j в фокальной плоскости контррефсл лектора, а контррефяектор примыкает одйой стороной к экрану и наклонен относительно блока подсвета и контролируемой поверхности таким образом , что прямая, соединяющая оптическую ось рефлектора с центральной точкой контррефлектора, симметрична относительно нормали к этой точке со прямой, соединяющей центральную точOi ку контррефлектора с центром кривизСП ) ны контролируемой поверхности. о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) С 01 N 21/47

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

I j

&" т

Н

dq от

Ь г на расстоянии Н вЂ” 1,5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3569649/24-25 (22 ) 21.03.83 (46) 07. 09. 88. Бюл. )) 33 (72) М.Л.Лифшиц, Н.Г.Лобанова, И.И.Ефимов и Ю.P.Ðÿáîâ (53) 535.36(088.8} (56} Авторское свидетельство СССР

В 252549, кл. А 61 f 9/06, 1968.

Авторское свидетельство СССР

)) 274271, кл. В 23 K 9/10, 1968 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

И СИГНАЛИЗАЦИИ О ХОДЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, преимущественно процесса электронно-лучевой сварки изделий с цилиндрической или сферической поверхностью, содержащее фотоэлектрический датчик, выход которого подключен к блоку регистрации и сигнализации, и блок подсвета, включающий источник света с рефлектором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, в устройство дополнительно введен контррефлектор со сферической рабочей поверхностью и экран, установленный на расстоянии не менее двойной апертуры воздействующего объекта в сторону фотоэлектрического датчика и касательной к контролируемой поверхности в точке воздействия, где Н— высота, на которую поднят от указанной касательной протйвоположный от экрана конец контррефлектора;Ь вЂ” расстояние от противоположного от. экрана конца контррефлектора до оси воздействующего объекта; д — размер апертуры воздействующего объекта, причем центр кривизны контролируемой поверхности расположен щ

O в фокальной плоскости контррефлектора, а коктррефлектор лримыка- Щ ет одйой стороной к экрану и наклонен относительно блока подсвета и контролируемой поверхности таким обе разом, что прямая, соединяющая оптическую ось рефлектора с центральной точкой контррефлектора симметричФ юр на относительно нормали к этой точке прямой, соединяющей центральную точку контррефлектора с центром кривизны контролируемой поверхности. СЬ

1136603

Изобретение относится к области, автоматического контроля и сигнализации о ходе технологического процесса, например сварки, и может быть применено для дистанционного наблюдения и контроля качества сварного шва, размера стыка, поперечного биения стыка, поперечных размеров сварочной ванны.

Известно устройство для контроля зеркальной поверхности, содержащее источник света с рефлектором.

Однако на зеркальной и блестящей поверхности наблюдается большой перейад яркости освещения поверхности, Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля и сигнализации о ходе технологического процесса, содержащее фотоэлектрический датчик, выход20 которого подключен к блоку регистрации и сигнализации, и блок подсвета, включающий источник света с рефлектором.

Недостатком этого устройства яв- 25 ляетея то, что при контроле зеркальных поверхностей возникает блик мест поверхностей, с которых свет попадает в приемник отраженного света, и тени от мест, откуда освещающий свет полностью не попадает в приемник излучения.

Целью изобретения является повышение надежности контроля.

С этой целью в устройство для контроля н сигнализации о йоде технологического процесса, преимущественно процесса электронно-лучевой . сварки изделий с цилиндрической или сферической поверхностью, содержащее фотоэлектрический датчик, выход которого подключен к блоку регистрации и сигнализации, и блок подсвета, включающий источник света с рефлектором, дополнительно введен контррефлектор со сферической рабочей поверхкостью и экран, установленный на расстоянии не менее двойной апертуры воздействующего объекта в сторону фотоэлектрического датчика и на расстоя-"

50 нии h - =1 5 †- d от касательной к

Н э Р контролируемой поверхности в точке воздействия, где Н вЂ” высота, на которую поднят от указанной касатель-55 ной противоположный от экрана конец контррефлектора, Ь вЂ” расстояние от противоположного от экрана конца . контррефлектора до оси воздействующего объекта, d — размер апертуры воздействующего объекта. Причем центр кривизны контролируемой поверхности расположен в фокальной плоскости, а контррефлектор примыкает одной стороной к экрану и наклонен относительно блока подсвета и контролируемой поверхности таким образом, что прямая, соединяющая оптическую ось рефлектора с центральной точкой контррефлектора, симметрична относительно нормали к этой точке прямой, соединяющей центральную точку контррефлектора с центром кривизны контролируемой но" верхности.

Данное техническое решение позволяет исключить появление бликов на контролируемой :поверхности и тем самьи повысить качество контроля.

На чертеже дана схема устройства.

Устройство содержит фотоэлектрический датчик 1, выход которого подключен к блоку 2 регистрации и сигнализации, и блок подсвега, включающий источник света с рефлектором 3, контррефлектор 4 со сферической рабочей поверхностью и экран 5, установленный на расстоянии не,менее двойной апертуры воздействующего объекта 6 в сторону фотоэлектрического датчика 1, на расстоянии °, d от касаЬ15

М

A тельной к контролируемой поверхности в точке воздействия. При этом Нвысота, на которую поднят противоположный от экрана 5 конец контррефлектора 4; L - -расстояние,от противоположного от экрана 5 конца контррефлектора 4 до оси воздействующего объекта; d — размер апертуры воздействующего объекта 6, h - расстояние от касательной к контролируемой поверхности в точке воздействия.

Контррефпектор 4 примыкает одной стороной к экрану 5 и наклонен относительно блока подсвета, расположенного вне зоны 7 технологического процесса, и контролируемой поверхности 8. Прямая 9, соединяющая оптическую ось 10 рефлектора 3 с центральной точкой 11 контррефлектора 4, в фокальной плоскости 12 которого расположен центр 13 кривизны контролируемой поверхности 8, симметрична (относительно нормали 14 к центральной точке 11) прямой 15, соединяющей эту точку 1t с центром 13 кривизны контролируемой поверхности 8. На

1136603

Подписное

ВНИИПИ Заказ 5158 - Тираж 847

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чертеже обозначены позапией .16 обрабатываемое и контролируемое изделие, 17 — направление вращения изделия 16, 18 — центр кривизны контррефлекто5 ра 4.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника света с рефлектором 3 падает на сферическую по,:верхность контррефлектора 4, и отражаясь, падает на поверхность обрабатываемого изделия 16. Информация о контролируемой поверхности 8 снимается фотоэлектрическим датчиком 1, уста.15 новленным горизонтально на заданном расстоянии L от места протекания технологического процесса. Применение контррефлектора 4 позволяет получить равномерно освещенную поверхность 8 на иэделии 16 цилиндрической и сферической формы. Фотоэлектрический датчик 1 преобразует световое поле наблюдаемой и контролируемой поверхности 8 в электрический сигнал, который поступает на блок 2 регистрации в качестве которого может быть применено видеокоитрольное устройство, печатающее устройство, самописец.

Экран 5, установленный параллельно оси объекта 6 и смещенный не менее чем на двойную апертуру воздействующего объекта в сторону датчика 1, защищает контррефлектор 4 от влияния технологического процесса, например при электронно-лучевой сварке от паров расплавленного металла, тем самым поддерживается необходимая освещенность наблюдаемой и контролируемой поверхности 8 и повышается надежность контроля.

Так как осветитель предназначен для работы в условиях электронно-лучевой сварки (или обработки) металла (в вакууме), тс конвективные потоки паров металла, как показывает неоднократная проверка в работе,отсутствуют.

Экран должен быть установлен на расстоянии двух апертур воздействующего объекта,,так как с увеличением расстояния ухудшаются условия защиты от запыления парами металла, а при большем — увеличивается расстояние до освещенной площади от воздействующего объекта, что невсегда возможно. Это расстояние отсчитывается от оси воздействующего объекта. Данные зависимости и соотношения размеров получены экспериментально.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить значительно лучшие условия наблюдения путем исключения бликов, а также устранить запыление оптической системы в про" цессе работы, улучшить условия труда, повысить производительность труда не менее, чем на 22Х и надежность контроля.