Устройство для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2349875
Дата публикации: 
Пятница, Март 20, 2009
Начало действия патента: 
Вторник, Август 7, 2007

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности, и может быть использовано для контроля биения вращающегося вала или ротора. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности контроля при различных видах неровностей и неоднородностей контролируемой поверхности. Устройство для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности содержит датчик, выполненный в виде волоконно-оптического измерительного зонда с излучающими и приемными световодами, и электронный блок. Волоконно-оптический измерительный зонд выполнен в виде двух пучков излучающих и приемных световодов по рандомизированной оптической схеме, охваченных третьим пучком приемных световодов, образуя коаксиальную оптическую схему, с рабочими торцами пучков, лежащими в одной плоскости, причем рабочие концы пучков выполнены с возможностью их перемещения и фиксации относительно контролируемой поверхности, при этом приемные световоды пучков через оптоэлектронные преобразователи соединены с сумматором, выход которого соединен с индикатором, а излучающие световоды пучка соединены с генератором импульсов. 4 ил.


Изобретение относится к области измерительной техники, в частности для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности, и может быть использовано для контроля биения вращающегося вала или ротора.

Известно устройство для измерения погрешности поверхностей, выполненное в виде волоконно-оптического измерительного зонда, содержащего излучающие и приемные световоды, сгруппированные в пучок по мозаичной схеме (патент №1778521 по кл. G01B 11/30 от 30.11.1992 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая чувствительность зонда, и, как следствие этого, снижение точности контроля погрешности движущейся поверхности.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для контроля погрешности движущейся поверхности, содержащее датчик, выполненный в виде волоконно-оптического измерительного зонда с излучающими и приемными световодами, сгруппированными по рандомизированной (мозаичной) схеме, и электронный блок управления (Явелов И.С. Бесконтактный контроль торцевого биения магнитного диска. // Станки и инструменты, 1988, №3).

Недостатком данного устройства является относительно низкая точность измерения погрешности движущейся поверхности, а также невозможность контроля биения оси вращающегося вала с различными видами неровностей (неоднородность структуры, волнистость, эксцентриситет, огранка, износ и др.).

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности контроля при различных видах неровностей и неоднородностей контролируемой поверхности.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности, содержащем датчик, выполненный в виде волоконно-оптического измерительного зонда с излучающими и приемными световодами, и электронный блок, волоконно-оптический измерительный зонд выполнен в виде двух пучков излучающих и приемных световодов по рандомизированной оптической схеме, охваченных третьим пучком приемных световодов, образуя коаксиальную оптическую схему с рабочими торцами пучков, лежащими в одной плоскости, причем рабочие концы пучков выполнены с возможностью их перемещения и фиксации относительно контролируемой поверхности, при этом приемные световоды пучков через оптоэлектронные преобразователи соединены с сумматором, выход которого соединен с индикатором, а излучающие световоды пучка соединены с генератором импульсов.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

На фиг.4 представлена блок-схема устройства для контроля погрешности движущейся поверхности.

Устройство содержит датчик, выполненный в виде пучка 1 и пучка 2 излучающих 3 и приемных 4 световодов, сгруппированных по рандомизированной (мозаичной) оптической схеме (фиг.3). Пучок 5 охвачен пучком приемных световодов 6, образуя коаксиальную оптическую схему с рабочими торцами 7 и 8, лежащими в одной плоскости. Рабочие концы пучков 5 и 6 расположены во втулке 9 с возможностью их перемещения и фиксации относительно контролируемой поверхности 10.

Устройство работает следующим образом.

К контролируемой поверхности волоконно-оптический зонд устанавливается на определенное расстояние «h» от контролируемой поверхности. Выбор этого расстояния выбирается в зависимости от того, какой вид неровностей требует контроля.

При вращении или перемещении контролируемой поверхности по излучающему световоду подается оптический сигнал, формируемый генератором импульсов 11, который, отражаясь от контролируемой поверхности, засвечивает торцы приемных световодов 2 и 6. При этом площади засвеченных поверхностей увеличиваются при увеличении расстояния «h» до контролируемой поверхности. Отраженные от поверхности сигналы через оптоэлектронные преобразователи 12 поступают на сумматор 13 и далее на индикатор 14, показывающий величину погрешности перемещающейся поверхности.

При контроле неоднородности, волнистости, износа, эксцентриситета, огранки и т.д. используется определенная для каждого вида состояния поверхности передаточная функция волоконно-оптического зонда, представляющая собой зависимость выходного сигнала «U» от «h», а выполнение зонда в виде двух пучков излучающих и приемных световодов, охваченных третьим пучком приемных световодов, позволяет изменением расстояния рабочих торцов пучков до измеряемой поверхности повысить точность контроля за счет использования участков передаточной функции, близких к линейным, с широким диапазоном разновидностей состояния контролируемых поверхностей.

Формула изобретения

Устройство для контроля неровностей и неоднородностей движущейся поверхности, содержащее датчик, выполненный в виде волоконно-оптического измерительного зонда с излучающими и приемными световодами, и электронный блок, отличающееся тем, что волоконно-оптический измерительный зонд выполнен в виде двух пучков излучающих и приемных световодов по рандомизированной оптической схеме, охваченных третьим пучком приемных световодов, образуя коаксиальную оптическую схему с рабочими торцами пучков, лежащими в одной плоскости, причем рабочие концы пучков выполнены с возможностью их перемещения и фиксации относительно контролируемой поверхности, при этом приемные световоды пучков через оптоэлектронные преобразователи соединены с сумматором, выход которого соединен с индикатором, а излучающие световоды пучка соединены с генератором импульсов.