УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к технике линейных измерений, в частности, к технике измерения длин протяженных ферромагнитных изделий и скорости их перемещения методом магаитных меток.
Известно устройство для определения глубины скважины, содержащее мерную базу, на которой на фиксированном расстоянии друг от друга размещены импульсный магнит и датчик магнитных меток, генератор тока меток и счетно-логический блок (А.С. № I3I9666 E2I В 47/00). Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная низкой рязрешающей способностью (I м), что при регистрации геофизической информации в скважине с шагом квинтования 0,1 м и менее требует применения дополнительных устройств, вырабатывающих управлящие импульсы через каадые 0,1 м и менее .длины опускаемого изделия.
Кроме того, известное устройство не позволяет измерять скорость перемещения, протяженного ферромагнитного изделия.
Известно устройство для измерения длиныферромагнитных изделий, содержащее узел .записи магнитных меток, узел воспроизведения (
-  f
полненный с использованием магнитных головок, блок первичного ийпульса и счетчик числа меток (А.С. № 326439 601 В 7/04). Недостатком известного устройства является низкая точность измерения при низких и непостоянных скоростях движения изделия.
Указанный недостаток обусловлен тем, что при движении магнитной метки относительно неподвижной магнитной головки узла воспроизведения ЭДС, возникающая в обмотке головки, прямо пропорциональна скорости движения, и при малых и непостоянных скоростях мала и соизмерима с уровнем шумов. Поэтому невозможно определить центр
магнитной метки, а следовательно - невозможно и получить высокую точность изг лерения. Кроме того, известное устройство не позволяет измерять скорость перемещения протяженного ферромагнитного изделия.
Целью изобретения является повышение точности измерения длины ферромагнитных изделий, а также расширение функциональных возможностей устройства.
Указа1шая цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее узел записи магнитных меток, узел вофоизведения, блок блок первичного импульса и счетчик шсла меток, дополнительно введен блок сравнения и генератор импульсов, а узел воспроизведенгя выполнен в виде двух феррозондовых магнитометров, причем блок сравнения состоит из схемы логического И и двух компараторов напряжения, при этом входы первого компаратора подключены к выходам феррозондовых магнитометров, а его выход - к первому входу схемы логического И, второй вход которой съединен с выходом второго компаратора, подключенного первым входом к выходу первого магнитометра, вторым входом с опорному напряжению и выход схемы логического И, являющийся выходом блока сравнения, подключен к счетному входу счетчика меток и первому входу узла записи, второй вход которого подключен к блоку первичного шлпульса,а вход обнуления счетчика.меток подколочен к выходу генератора импульсов.
Предлагаемое устройство состоит из известных в технике блоков, но их совокупность и связи между ними являются новыми и позволяют получить новы11 эффект, а игленно повысить точность измерений. Следовательно, предложенное решение является новым и соответствует критерию изобретательский уровень. Кроме того, устройство обладает более широкими функциональными возможностями - возможностью изшерения длины и скорости перемещения ферромагнитных изделий.
На фиг. I изображено устройство, общай вид, на фиг. 2 - схематическое изображение размеченного участка (магнитной метки) отдосительно узла воспроизведения. Устройство содержит блок первичного импульса I, выход которого подключен к 1-му входу узла записи 2, узел воспроизведения 3, состоящий из двух магнитометров 4,5 (первичные преобразователи (ррозонды которых обозначены на фигуре I стрелками I и 2), выходы которых подключены ко входам блока сравнения 6, состоящем из коглпараторив 7, 8 и схемы логического И 9, причем выход компаратора 7 подключен к 1-му входу схемы И 9, 2-ой вход которой подюиочен к выходу компаратора 8, 1-ый вход которого соединен с 1нй входом компаратора 7. Выход схемы логического И 9 подЕслючен ко 2--МУ входу узла записи 2 и 1-му (счетноцу) входу счетчика 10, 2-ой вход компаратора 8 подЕслючен к уровню И , а 2-ой вход (обнуления) счетчика 10 подЕСЛючен к выходу дополнительно введенного генератора импульсов II. Устройство работает следующим образом. При поступлении контролируемого изделия на исходную позицию по команде пуск на узел записи 2 поступает, с блока I команда на форгжрование магнитной метки. Узел 2 формирует на поверхности тела изделия лагнитную метку I, форма которой показана на фиг. 2 Сформированная метка вместе с изделием двигается по ходу движения. В момент прохождения метки через узел воспроизведения 3 на выходах магнитометров 4,5 появляется соответствующий сигнал, изменяющийся по времени синхронно с движением метки. Величина сигнала зависит от величины остаточной намагниченности метки, зазор меаду поверхностью датчика и изделия, геометрических размеров метки (сигналы  на фиг. 2). В момент когда напряженность магнит,
:f -  ного ПОЛЯ в зоне размещения феррозондов I и 2 сравняется (см. фиг. 2), на выходах узла 3 появится одинаковые по величине напряжения, и на выходе компаратора 7 напряжение изменит полярность и поступит на вход I схемы логического И 9. В связи с тем, что метка имеет форму, симметричную относительно своего геометрического центра, а компаратор 7 изменяет свое состояние только при равенстве напряжений на выходах блоков 4 и 5 (соответственно уровни напряжений 1и1,2и2,ЗиЗ,4и4 на фиг 2), центр метки в момент изменения напряжения на выходе блока 7 всегда будет находится точно посередине мейщу двумя датчиками I и 2 независимо от скорости движения, зазора и др. мешающих факторов. На выходе схемы логического И 9 напряжение появится только после поступления управляющего напряжения и на 2-м входе этой схемы, которое поступает с выхода компаратора 8. порог срабатывания которого установлен на уровне Ит. Введение компаратора 8 позволяет исключить срабатывание схевяы 9 при отсутствии метки (при отсутствии метки на выходе компаратора 7 может присутствовать управлящеё напряжение, т.к. напряженность магнитного поля в зоне датчиков I и 2 одинаковая и близка к нулю либо к земному полю). Уровень напряжения 1|- (порог компаратора 8) превышает уровень возможных шумов в  раза. После поступления управляющего напр512юния с выхода блока 6 на вход узла 2, последний формирует новую метку на поверхности изДелия. В связи с тем, что магнитометры I и 2 измеряют напряженность магнитного поля в зоне датчиков, включая постоянные магнитные поля, устройство устойчиво работает при скоростях движения, близких к нулю. Кроме того, предложенное устройство автоматически определяет центр метки даже при изменении её величины (И - И на фиг. 2) в
силу pasjfflHHHx мешающих факторов (зазора мевду узлом 2 и поверхностью изделия, изменения магнитных характеристик изделия и пр.). Повышение точности работы устройства по сравнению с аналогами и прототипом объясняется тем, что базовое расстояние в измеряется с большей точностью, т.к. с большей точностью определяются геометрические центры меток.
Предложенное устройство работает в двух режимах: измерения длины и измерения скорости.
При измерении длины блок II не работает и блок 10 работает в pejjaMe подсчета меток. Подсчет длины изделия осуществляется путем умножения базового расстояния в в мм на количество меток.
При измерении скорости перемещения блок II вырабатывает обнуляжцие импульсы длительностью I мс каждую секунду. Подсчет скорости перемещения изделия осуществляется путем умножения базового расстояния в в глм на количество импульсов в секунду. При этом скорость измеряется в мм/сек.
Все блоки в предлагаемом устройстве выполнены с использованием известных в технике технических решений: блок 3 выполнен по патенту  I7756S3 601 Р 33/02 (феррозонды I и 2 представляют собой соленоиды длиной 5 глм диаметром 0,5 мм, намотанных проводом 0,04 мм, количество витков 200, сердечник - пермаллой 80HXG диаметром 0,1 MVI), блоки 7,8 - компаратор К 554 САЗ, блок 9 - микросхема K56IM7, блок 10 - лшкросхема К 561 ИЕ8, блок - II - микросхема К 176 ИЕ5.
Испытания предлагаемого устройства проводились при цинамометрировании на деталях типа шток, используемых в станках-нефтеканалках. Динамогра1 ша, получаемая в результате динамометрированил, представляет собой график изменения нагрузки в точке подвеса насосных штанг в зависимости от их перемещения при глубиннонасосной эксплуатации нефтяных С1шажин. -Форма динамограммы при нормальных условиях работы
судят о нарушении работы насоса.
Штокпредставляет собой протяженную ферромагнитную деталь длиной 5 м и .диаметром 32 ми. Скорость движения штока в процессе работы изменяется по спироидальному закону от 9 до I м/сек. При движении штока зазор между поверхностью детали и датчиком изменялся в диапазоне от 0,3 мм до 2,5 мм в силу разлишшх машащихфакторов.
При измерении участка штока длиной 300 мм погрешность не превысила + 2,5 мм, что удовлетворяет техническим требованиям. При измерении скорости погрешность не превысила ± 3,.что также удовлетворяет техническим требовшшям.