Электроконтактный способ б.п.фридмана измерения толщины стенок полых электропроводящих изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего профильного контроля полых объектов и может быть использовано для измерения толщины стенок изделий сложной формы. Цель изобретения - повышение точности измерения, расширение области использования, повышение производительности контроля и удобства эксплуатации - достигается тем, что в (Л С vi ел ел о со VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 В 7/10

IIATEHTjjg

aHB jib

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4771777/28 (22) 20.12.89 (46) 15.08.92. Бюл. ¹ 30 (71) Уфимский авиационный инстйтут им, Серго Орджоникидзе (72) Б.П, Фридман (56) Авторское свидетельство СССР

¹445825,,кл, G01 В 7/06,,14.02.72.

Авторское свидетельство СССР

¹ 359506, кл, G 01 В 7/06, 18.11.70. (54) ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ Б.П.

ФРИДМАНА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

» Ы 1755037А 1

СТЕНОК ПОЛЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ

ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к средствам неразрушающего профильного контроля полых объектов и может быть использовано для измерения толщййы стенок изделий сложной формы. Цель изобретения — повышение точности йз м ереЪйя,"р аС шйрение области использования; повышение производительности контроля и удобства эксплуатации — достигается тем, что в

1755037 . электроконтактном способе, использующем введение внутрь" изделия вспомогательного агента, электрическая проводимость котостенки напротив электроконтактных щупов

5, перемещая внешний источйик магнитрого значительно превышает электрическую ного поля; а б толщине стенки судят по электрическому сопротивлению сформированной указанным образом гальванической цепи, 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методам и Известно устройство для реализации средствам неразрушаюЩего профильнбГО " сйособа, которое содержит пару остроконтроля полых обьектов и может быть ис- конечных электрических щупов, предпользовано для измерения толщины стенок назначенных для контактирования с пустотелых изделий сложной формы с за- 5 разнесенными точками на внешней поверхтрудненным доступом в полбсть, например ности стенки контролируемого полого издекрупногабаритных открытых и пблых обьеклия, измеритель гальванического тов, а также труб переменного сечения из сопротивления (микроомметр), гибкий про, материалов с низкой и средней злектропро- вод, соединяющий остроконечные щупы с водностью.,", ...,.:, ."., 10 входными клеммами измерителя гальваниЙаиболее близким к изобретению явля- ческого сопротивления, и вспомогательный ется электроконтактный метод измерения электропроводящий агент, предназначентолщины стенок полых изделий, согласно ный для введения в полость контролируемоKoTopoMgj электроды формируемой гальва- го изделия. нической измерительной цепи располагают 15 Вместе с необходимостью подбора при

HB внешней стороне стенки контролируемо- каждом из измерений электрофизических и

ro изделия, кбторое заполняют жидкой электропроводящей средой, создают конхимйческих свойств жидкой электропроводящей среды для согласования со свойстватур тока между двумя электродами через ми. материала подлежащего контролю

20 изделия, к недостаткам устройства следует жидкую злектропроводящую среду сквозь стенку изделия и о толщине последней суотнести его неприменимость для контроля ется необходимость индивидуального подющих полых изделий, не допускающих введения в .полость вспомогательных жидких электропровбдящих агентов.

Целью изобретения является повышеСтвенно свойствам материала подлежащего контролю изделия. К недостаткам способа, ние точности измерения и расширение области использования.

"существенно регламентирующим область . Укаэанная цель достигается тем, что в

его практического использования, относит- соответствии с предлагаемым способом, зася и неприменимость этого способа для клточающимся в формировании гальваничепрофильного контроля стенок " открытых ской измерительной цепи из контактирующих крупногабаритных обьектов, польй изделйй 35 с йаружной поверхностью изделия разнесенс большой емкостью и функцибнирующих ныхстержневыхэлектродовиконтактирующепустотелых обьектов, не допускающих ввего с противоположной поверхностью иэделия дения в сьою полость вспомогательных вспомогательного агента, электрическая проводимость которого значительно превышает электрическую проводимость материала издефункционирования подлежащих контролю лия, перед измерением в полость изделия вводят заполненную магнитопроводящей жидкостью капсулу из изоляционного эластичного материала с металлизированной наружной поверхнос-,ью, перемещают капсулу в зону измерения с помс. ью источника магнитноустановление на внешней поверхности контролйруемого полого изделия 19 пары разнесенных электроконтактных щупов 5 и проводимость материала изделия, в качестве вспомогательного агейта используют слой металлиэации кайсулы 20, которую вводят по величине тока в сформированной мерительной цепи.

Недостатком указайного способа являбора для каждого случая измерений электрофизических и химических свойств

;.. жидкой электропроводящей среды coGTHGTжидких электропроводящих агентов — как ввиду нарушения технологических условий 40 объектов, так и в силу недопустимости йепосредственного контакта между внутренней поверхностью контролируемого полого объекта и вспомогательным жидким электропрсвбдящим агентом, дят в полость иэделия, а полость капсулы 20 заполняют магнитопроводящей жидкостью

21 и в процессе измерения капсулу устанавливают у внутреннего участка поверхности стенок открытых крупногабаритных объектов, полых йротяженных обьектов, изделий с большой емкостью, а также функциониру- 1755037

rÎ ПСОЛгя, раСПОЛОжЕйНОГО СНаружИ КьОНтркО- СОкОтВЕтСттеуЮщЕГО ОтВЕрсСГтИя В НЕМаГНИтНОй лируемого изделия, а слой металлизации .. плайкге10. капсулы используют" в качестве" вспомогга-; " Планка 10, П-огбразйыкй магнит 1 и кажтельного агента ..:-:: - - .". ::.-.::,:: дый из магнитных наконечников 2 соединяЦелью изобретения является повыше- 5 ются между собой с помощью латунных ние производительности контроля и удобст-::::: винтов 12, имеющих резьбу на конце, входява эксплуатации..:::: - ..-.:..::.:.;.::::::::: -.," щем в соответствующее резьбовое гнездо в

Эта цель достигается тем, что в урсгтрой-, основании магнитноггопнакгонечника 2. стве для электроконтактного измереьнйя " :::::- .: Прй этом посеребренные стержневые толщины станок полых электропровоДящгйх 10 щупы 5 проходят как через внутренние осеизделий, содержащем измерительный при-, ". .-вые каналы 4 магнитных наконечников 2, бор, подключенные к нему два электрокон- : так и через соосные отверстия магнита 1 и тактных щупа, предназначенных для . планки 10, центрирукяСь" с помощью изоляконтактированиясостенкойизделия;источ-, : ционной направляющей втулки 13, запрес-. ник постоянного магнитного поля и вспоюмчо- 15 сованной в выходное отверстие полюсного гательный магнитопроводящий агент, - в наконечника 2, а также с помощью проходуказанном устройстве источник постоянно- ной изоляционной втулки 14, завинченной в

ro магнитного поля выполнен в виде П-об- . отверстие планки 10.. разного магнита с полусферическими : - Левыепочертежуконцыщупов5имеют полюсными наконечниками, имеющими 20 резьбу, на которую навинчены неподвижосевые отверстия, электроконтактные щупы ная фиксированная гайка 15 и подвижная подпружинены вдоль осей этих отверстий, а". гайка-барашек 16, с помощью которой кажвспомогательный магнитопроводящий дый из посеребренных щупов5соединяется агентвыполнен в виде заполненной магни- : - гибким проводом 17 с одной из входных топроводящей жидкостью капсулы из изо- 25 клемм микроомметра 18. ляционного эластичного материала с Для проведения толщинометрии полых металлизированной наружной поверхно- немагнитных изделий по данному способу устройство также снабжено предназначенна чертеже дана схема, поясняющая ной для введения в сполость подлежащего предлагаемый электроконтактный способ 30 контролю изделия 19 тонкостенной гермеизмерения толщины стенок полых электро- - тизированной эластичной оболочкой 20 из проводящих изделий и структуру устройст- металлизированной с наружной стороны ва для,реализации этого способа.: полимерной пленки, которая содержит изУстройство состоит из П-образного по- нутри магнитопроводящую суспензию 21, стоянного магнита 1 с прикрепленной к его 35 составленную жидкими фракциями,.наприторцам парой магнитомягких полюсных на- мер, неорганическими маслами (кремниеконечников 2, выполненных в форме полых "вым и другими), а также магнитомягким .цилиндров со свободным полусферическим порошком-пудрой. окончанием 3.;:::;:::;:-,.:.,:,:. Профильный контроль стенок изделий

Полюсные наконечники 2 содержат в 40 по данному способу осуществляется следусвоих внутренних осевых каналах 4 посе- ющим образом. ребренные электроды — стержневые щупы 5: " У входного отверстия- в полость подлес упорным пояском 6 у окончания. - .-:.. :- . .:. : жащего контролю изделия 19 устанавливаВо внутренние каналы обоих магнитных ется с наружной стороны подвижная часть наконечников 2 вставлены изолирующие 45 измерительного устрбйства, составленная цилиндрические патроны 7 из капролойа, П-образным магнитом 1 и посеребренными которые содержат цилиндрические пружи- стержневыми щупами 5, подпружиненными ны сжатия 8, надетые на стержневые щупы . в каналах 4 магнитомягких наконечников 2, 5, . :-- ::: - . -::-::: -;::,:--.:::.:. а также микроомметр 18, вход которого соПатроны 7 своей верхней частью упира- 50 единен гибкими проводами 17 со щупами 5. ютсявизоляционныевтулки9,которыетак- ; " После прижима подвижной части же выполнены из капролона и введены в -. устройства окончаниями полюсных наотверстия П-образйогомагнита1к: ::: конечников 2 к внешней поверхности

- контролируемого изделия 19 в полость по-

Магнит 1 сннабжен-pacrioëîæåííîé на 55 следнего вводят металлизированную элаего тыльной стороне немагнитной планкой: стичную оболочку 20, содержащую

10 и выполнен со сквозными отверстгиями" ". млагнитопроводящую Суспензйю 21, 11,ось каждого из которыхсовпадае1 какс Последующее передъижение магнитосью внутренйего канала 4 соответсгвуюк - . ных наконечников 2 со щупами 5 по внешщего полюсногонзконечнике2,текисосью г: нея.поверхности полого изделия г9 е

1755037 направлении к участку стенки, подлежаще<у измерению, вызывает соответствующее синхронное следящее перемещение металлизированной эластичной оболочки 20 с магнитопроводящей суспенэией 21 по внутренней поверхности стенки изделия 19 до подлежащего контролю участка стенки.

При этом металлизированная оболочка

20 с суспензией 21 устанавливается у участка внутренней поверхности стенки изделия, противолежащего установленным извне окончаниям магнитных наконечников 2, таким образом, что создаваемая измерительная цепь вместе с соединительными проводами 17 и посеребренными стержневыми щупами 5 включает в себя также участки стенки полого изделия, расположенные между окончаниями щупов 5 и их проекциями на противолежащие окончаниям щупов элементы внутренней поверхно сти изделия, vîòoðûå контактируют с электрически соединяющей их металлизированнай поверхностью эластичной оболочки 20, содержащей магнитную суспензию

21.

Поскольку омическое сопротивление сформированной указанным путем измери-. тельной гальванической цепи определяется практически при определенном физикохимическом составе изделия толщиной его стенки на контролируемом участке, то с по лощью набора калиброванных по толщине пластин, отвечающих по составу материалу контролируемых изделий, а также с помощью металлизированной оболочки 20 с . суспензией 21 шкала измерителя гальванического сопротивления — микроомметра 18 предварительно может быть отградуирована непосредственно в единицах контролируемого параметра — толщина стенки изделия, что способствует повышению технологического уДобства и оперативности измерений, результаты которых выдаются устройством непоСредственно в единицах контролируемого параметра, Устанавливая подвижный узел измерительного устройства у отдельных участков пбверхности контролируемого изделия ли6о плавно перемещая этот узел вдоль задаваемого контура на внешней поверхности полого изделия и вызывая тем самым со— ответствующую зеркальную ориентацию находящейся и полости изделия металлизированной эластичной оболочки с магнитной суспензией, можно осуществить как

- дискретную толщинометрию стенкй изделия на ряде ее участков, так :; непрерывную следящую тол щинометрию стенок полых изделий вдоль произвольно задаваемых профилей или контуров на поверхности изделия.

При этом преимущес вами предлагаемого способа являются повышение объективности йзмерений и достоверности получаемых конечных результатов контро10 ля, повйшение его разрещающей способности за счет устранения зависимости результатов профильных .измерений от соотношенйя удельных электрических проводимостей материала контролируемого

15 изделия и химически совместимого с материалом изделия состава вспомогательного жидкостного агента, предназначенного для введения в полость изделия; универсализа ция контроля, повышение оперативной гиб20 кости и технологического удобства процесса измерений за счет применения единого, общего для всех контролируемых объектов вспомогательного агента, обладающего постоянным значением электри25 ческой проводимости; расширение функциональных и оперативно-технических возможностей профильного контроля как за счет распространения неразрушающей толщинометрии на полые немагнитные объекты большой емкости, включая длинные

30 трубопроводы переменного сечения, исключающие заполнение их полости каким-либо вспомогательным мерительным агентом, так и за счет распространения неразрушаю35 щей толщинометрии на неполностью замкнутые изделия, исключающие возможность удержания в своей полости вспомогательного жидкостного агента, а также на полые объекты функционирующего технологиче40 ского оборудования без необходимости его освобождения от рабочего заполнителя (движущейся или неподвижной рабочей среды) и без необходимости прерывания технологического. процесса; возможность

45 осуществления текущего превентивного профильного контроля технологических ем.костей, трубопроводов, действующих циркуляционых систем непосредственно в процессе их эксплуатации и рабочего функ50 ционирования в производственной технологической цепи.Дополнительными преимуществами, обеспечиваемыми устройством для реализации предлагаемого способа, являются по55 вышение технологического удобства и производительности профильного контроля стенок как свободных от заполнителей объектов, так и функционирующих полых объектов, содержащих циркулирующую или статическую рабочие среды.

1755037

Составитель 6.Фридман

Тех ед ММо гентал. - Ko екто И.Ш лла

Редактор О.Спесивых

Р . Р,, . РР Р У

Заказ Х88Ь Тираж ., -:;:,".-..."::::::::." :: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета пб изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36; Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф о р мул а и з о б р е т е н и я,, :,: лируемого изделия, а слой металлизации

1. Электроконтактный способ измере-,.:, .::капСулы используют" в качестве вСпомогания толщины Стен ок полых элект- ":: тельногоагента "". - ропроводящих изделий, заключающийся в - .„- 2. Устройство для электроконтактного том, что формируют гальваническую цепь из 5 измерения толщийы стенок полых электроконтактирующих с наружной поверхностьв - " "проводящих .йэделий ; Содержащее измериизделия разнесенных стержневых-электро-.:.": ...,.тельный прибор, "подключенйые к нему два . дов и контактирующего с противоположной . : электроконтактнйх щупа, предназначенных

:::поверхностью изделия вспомогательного —. :: для контактйрования со стенкой изделия, агента, электрическая проводимость кото-. 10 источник постоянйого магнитного поля и

: рого значительно превышает электриче- .:" вспомогательный магнитопроводящий скую проводимость материала изделий, и по " .агент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью параметрам сформированной гальванйче- :, повышенияпроизводительностиконтроляи ской цепи определяют толщину стенки из- ": ". удобства в эксплуатации, источнйк постоянделия,отличающийся тем, что,сцел ю 15 ногомагнитногополявыполненввидеД-обповйшения точности измеренйя и расши- . " . разного магнита с полусферическими рения области использования, перед из - полюсными наконечниками, имеющими мерением в полость изделия вводят осевыеотверстйя, электроконтактныещупы заполненную магнитопроводящей жидко-," подпружинены вделi осей этих отверстий, а стью капсулу из изоляционного эластичного 20 вспомогательный магнитопроводящий материала с металлизированной наружной: агент выполнен в виде заполненной магниповерхностью, перемещают капсулу в зону топроводящей жидкос гью капсулы из изоизмерения с помощью источника магнитно- .. ляцион ного эластичного материала с го поля, расположенного снаружи койтро- металлизированной наружной поверхностью.