Устройство для измерения линейных размеров стальных деталей

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и неразрушающего контроля материалов ультразвуковым методом, а именно к устройствам измерения линейных размеров. Устройство может быть использовано в машиностроительной промышленности.
Известно устройство для измерения линейных размеров стальных деталей (изобретение РФ №2163351, МПК G01B 17/02, 2001), содержащее устройство управления и вычисления.
Недостатком данного устройства является измерение линейного размера детали при непосредственном контакте датчика и измеряемой детали, а также сложность настройки устройства перед началом процесса измерения.
Задача полезной модели является повышение универсальности за счет возможности измерять детали, существенно отличающиеся по структуре и габаритным размерам, а также повышение скорости проведения измерений за счет автоматизации процесса измерения.
Поставленная задача достигается тем, что размер измеряемых деталей ограничивается лишь расстоянием, на которое разнесены датчики, при этом в связи с тем, что ультразвук измеряет линейный размер, проходя не через структуру детали, а через окружающую среду, повышается универсальность измерений. Кроме того, для проведения измерений не требуется знать физические характеристики измеряемой детали.
На фиг. 1 изображена схема устройства.
Устройство содержит ультразвуковые датчики 1 и 2, расположенные друг напротив друга (фиг. 1). Датчики 1 и 2 расположены так, что расстояние между ними фиксировано и равно L0. Датчики расположены на подвижных стойках 3 и 4, способных перемещаться в вертикальном направлении. Стойки 3 и 4 перемещаются посредством сервоприводов 5 и 6 соответственно. Считывание информации с датчиков 1, 2 и управление сервоприводами 5, 6 осуществляется посредством микроконтроллера 7. Причем сервоприводы 5 и 6 осуществляют перемещение синхронно. Устройство управления и вычисления содержит панель управления 8, подключенную к микроконтроллеру 7. Результаты измерения устройство выводит на дисплей 9, который подключен к микроконтроллеру 7. Также устройство снабжено датчиком температуры 10. При измерении линейных размеров между датчиками 1 и 2 устанавливается измеряемая деталь 11.
Устройство работает следующим образом. Измеряемая деталь 11 (фиг. 1) устанавливается между датчиками 1 и 2. С помощью панели управления 8 осуществляется управление сервоприводами 5 и 6, которые, перемещая стойки 3 и 4, выставляют датчики 1 и 2 на требуемый для исследователя линейный размер по высоте детали 11. Для уменьшения погрешности измерений устройство снабжено датчиком температуры 10, который измеряет температуру окружающей среды Т. Влияние температуры окружающей среды Т на скорость распространения ультразвука С вычисляется микроконтроллером 7 по зависимости
.
Начало процесса измерения производится с помощью панели управления 8. Датчик 1 подает импульс на деталь 11 и определяет время t1, которое требуется импульсу, чтобы отразившись от детали 11 вернуться к датчику 1. Расстояние L1 от датчика 1 до детали 11 вычисляется по зависимости
.
Затем датчик 2 подает импульс на деталь 11 и определяет время t2, которое требуется импульсу, чтобы, отразившись от детали 11, вернуться к датчику 2. Расстояние L2 от датчика 2 до детали 11 вычисляется по зависимости
.
Микроконтроллер 7 осуществляет вычисление линейного размера L детали 11 по зависимости
L=L0-(L1+L2).
Результаты измерения линейного размера детали 11 выводятся на дисплей 9.
Выполнение устройства в данном виде позволяет производить измерение линейных размеров деталей любой структуры, то увеличивает универсальность устройства, а также повышает скорость процесса измерения.