УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДВИЖУЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к бесконтактному измерению длины движущихся длинномерных ферромагнитных материалов, таких как, проволока, тросы, канаты, прокат и др. с использованием метода магнитных меток.
Известно устройство для измерения длины ферромагнитных изделий (патент №2082078 МПК G01B 7/04). Способ, реализованный в устройстве, заключается в нанесении на движущееся изделие импульсным электромагнитом магнитных меток, считывание этих меток расположенным на фиксированном расстоянии от электромагнита магнитомодуляционным преобразователем, нанесением каждой последующей метки в момент считывания предыдущей. Осуществляется подсчет числа считанных меток и вычисления длины изделия путем умножения количества меток на базовое расстояние.
Недостатком технического решения является зависимость результатов измерения длины изделия от скорости движения изделия, что сказывается на точности измерения длины. Изменение скорости изделия приводит к смещению магнитной метки в продольном направлении на ферромагнитном материале. При увеличении скорости изделия происходит увеличение длительности метки на изделии и раннему срабатыванию магнитомодуляционного преобразователя, что ведет к погрешности в измерении длины.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующее способ (патент на изобретение №2327103 МПК G01B 7/04). Устройство содержит электромагнит, магнитомодуляционный преобразователь, схему включения магнитомодуляционного преобразователя, пороговое устройство, формирователь импульса записи, вычислительный блок. Процесс измерения длины и скорости движения изделия начинается с момента подачи сигнала "Старт" на вход формирователя импульса записи, который формирует в обмотке электромагнита импульс тока. Осуществляется запись магнитной метки на движущееся ферромагнитное изделие. Метка перемещается и достигает магнитомодуляционный преобразователь. Его выходной сигнал вызывает срабатывание порогового устройства и на его выходе формируется сигнал записи метки, подаваемый на электромагнит.
x
0
Измеряемая длина вычисляется по формуле L=N⋅(L+k⋅V),
где N - число меток;
0
L - базовое расстояние;k
k - постоянный множитель;
V -скорость изделия.
Недостатком аналога является низкая точность измерения длины изделия вследствие сложности нахождения коэффициента k, зависящего от конструктивных параметров электромагнита и который рекомендуется находить экспериментально.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение точности измерения длины движущихся ферромагнитных материалов, независимость от конструктивных параметров электромагнита, исключение влияния на результат измерения изменение скорости движения материалов и упрощение конструкции.
Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для измерения длины ферромагнитных движущихся материалов, содержащее электромагнит, формирователь импульса записи, электромагнитный преобразователь, формирователь импульса, счетчик импульсов, вычислитель длины движущегося материала, с целью повышения точности измерения в условиях изменяющейся скорости движения материала и упрощения конструкции, устройство дополнительно содержит дифференциатор и ограничитель напряжения, при этом дифференциатор своим входом связан с формирователем импульсов прямоугольной формы, а выходом - с входом ограничителя напряжения, который своим выходом соединен с входом счетчика импульсов и с входом формирователя импульса записи.
Таким образом, предложенная полезная модель позволит повысить точность измерения длины движущихся ферромагнитных материалов независимо от конструктивных параметров электромагнита в условиях изменяющейся скорости движения материала и упростить конструкцию устройства.
На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства.
Оно содержит электромагнит постоянного тока 1, предназначенный для записи магнитных меток на движущийся ферромагнитный материал. Своим входом электромагнит 1 связан с выходом формирователя импульса записи 2. Устройство содержит также электромагнитный датчик 3 для считывания магнитных меток с движущегося изделия. Выход датчика 3 подсоединен к входу формирователя импульсов прямоугольной формы. Выход 4 соединен с входом дифференциатора 5, выход которого соединен с входом ограничителя напряжения 6. Выход 6 соединен с входом счетчика импульсов 7 и с входом формирователя импульса записи 2. Выход счетчика 7 соединен с входом вычислителя длины 8. Второй вход формирователя импульса записи 2 "Start" обеспечивает начало работы устройства.
Устройство работает следующим образом.
После подачи сигнала "Start" формирователь импульса записи 2 подает импульс определенной длительности и амплитуды тока на электромагнит 1. На движущемся ферромагнитном материале создается магнитная метка длительностью Lm, зависящая от скорости движения Vm и длительности импульса записи tимп (фиг. 2).
Lm=tимп⋅Vm.
Например, при tимп=20 мС и скорости материала  длительность метки составит Lm=4 мм.
0
На расстоянии L0 от электромагнита 1 расположен электромагнитный датчик 3. При подходе к датчику 3 магнитной метки на выходе последнего формируется сигнал, равный длительности магнитной метки. Формирователь 4 преобразует сигнал датчика 3 в прямоугольный импульс, длительность которого равны на длительности магнитной метки. Прямоугольный сигнал поступает в дифференциатор 5. На выходе 5 присутствует сигнал, равный производной входного сигнала в виде двух импульсов, соответствующих переднему и заднему фронту входного прямоугольного сигнала. Ограничитель напряжения 6 вырезает импульс, соответствующий переднему фронту. Импульс на выходе 6, соответствующий спаду сигнала формирователя 4, поступает на вход счетчика 7 и на вход формирователя импульса записи 2. Формирователь 2 посылает сигнал на электромагнит 1 для создания следующей магнитной метки. В вычислителе 8 рассчитывается длина ферромагнитного изделия по формуле: L=L⋅N,
где: N - число магнитных меток.
Таким образом, создается временная задержка на формирование новой магнитной метки, равная времени импульса магнитной метки.
При изменении скорости ферромагнитного материала Vм будет изменяться длительность магнитной метки Lm, но так же будет изменяться и временная задержка на формирование импульса записи новой метки. Таким образом, работа устройства не зависит от скорости перемещения ферромагнитного материала и конструкции электромагнита.