專利名稱：氣動位置測量探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采用流體測量距離的裝置，具體說是一種氣動位置測量探頭。
有縫鋼管內(nèi)側(cè)焊縫的刮削質(zhì)量監(jiān)測是有縫鋼管生產(chǎn)中的一個重要問題。刮削毛刺或殘留物太高，鋼管就要報廢，造成很大損失。已有的監(jiān)測手段都是從鋼管外側(cè)以某種方式收集其內(nèi)側(cè)焊縫的刮削質(zhì)量信息，這類監(jiān)測設(shè)備往往很復(fù)雜、昂貴、操作麻煩、監(jiān)測結(jié)果解釋不易掌握、可靠性差、易出現(xiàn)故障。例如國內(nèi)外廣為使用的一種監(jiān)測器是用超聲波從鋼管外側(cè)探測，使用時要不間斷地在超聲探頭和快速移動的鋼管表面間加超聲傳播介質(zhì)，得到的內(nèi)側(cè)焊縫或刮削殘留物高度信息顯示在屏幕上為一抖動的曲線，極難解釋，其準確率只有60～70％，實際上達不到有效監(jiān)測焊縫刮削質(zhì)量的目的。也有人試圖用光學(xué)方法，在鋼管內(nèi)側(cè)裝一光學(xué)裝置，如光纖成像裝置、攝像機等直接觀察或測量焊縫刮削質(zhì)量，但因鋼管內(nèi)空間狹小、強電磁場干擾、焊縫溫度、濕度太高、塵埃太強而難以探測出鋼管內(nèi)側(cè)焊縫的刮削質(zhì)量，且這種探測裝置的維護也比較困難。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提供一種可以在狹小、高溫、強電磁場干擾、潮濕、塵埃大的鋼管內(nèi)直接測量鋼管內(nèi)側(cè)焊縫刮削殘留物高度的非接觸式氣動位置測量探頭。
完成上述目的的技術(shù)解決方案是一種氣動位置測量探頭，它由固定在一起的兩個氣動位置傳感器組成，所述氣動位置傳感器由進氣管、與進氣管連接的發(fā)射管、位于發(fā)射管中的反射管以及安裝在發(fā)射管上并與反射管連接的輸出管組成，所述固定在一起的兩個氣動位置傳感器中的發(fā)射管相互斜交。
上述技術(shù)解決方案中固定在一起的兩個氣動位置傳感器可以是通過一個密封室聯(lián)接在一起，其發(fā)射管均在密封室上開口，密封室與一個共用的進氣管相連。
上述技術(shù)解決方案中的反射管和輸出管可以是連接在一起的一個整體，直接固定在所述的發(fā)射管上或密封室上。
附圖描述了本實用新型的一個優(yōu)選實施例。


圖1是該實施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的右視圖；圖3是該實施例中一個氣動位置傳感器的剖視結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型的氣動位置傳感器輸出管中壓力Po與物體和發(fā)射管端面之間距離的關(guān)系圖。
參照圖1～3知，該氣動位置測量探頭由兩個氣動位置傳感器組成，這兩個氣動位置傳感器通過一個固定體1固定在一起，每個氣動位置傳感器均由進氣管2、與進氣管2連接的發(fā)射管3，位于發(fā)射管內(nèi)的反射管4以及安裝在發(fā)射管3上并與反射管4連接的輸出管5組成，所述兩個氣動位置傳感器的發(fā)射管3在空間上相互斜交。
參見圖3，當壓縮空氣Ps由進氣管2進入發(fā)射管3中，從發(fā)射管3前端面的環(huán)形口射出。若發(fā)射管3的端面前無物體或物體很遠，從發(fā)射管3射出的氣流流動通暢，反射管4內(nèi)的氣壓由于引射作用而降低，輸出管5中的氣壓Po也隨著降低。若發(fā)射管3的端面前有一物體且距離很近，從發(fā)射管3射出的氣流受到阻礙，一部分氣體就返回反射管4中，從而使輸出管5中的氣壓Po升高。隨著發(fā)射管3前物體與發(fā)射管端面間的距離變小，輸出管5中的壓力Po就逐漸升高。到物體完全緊靠發(fā)射管3的端面時，輸出管5內(nèi)的壓力Po就與發(fā)射管3內(nèi)的氣壓相同，同為氣源氣壓Ps，即Po＝Ps。
圖4所示為輸出管5中壓力Po與物體和發(fā)射管端面之間距離的關(guān)系?？v座標為壓力差(Ps－Po)，橫座標為距離X。(Ps－Po)與X的關(guān)系可用來測量物體的位置，在進氣管2中輸入壓力穩(wěn)定的氣流，若在發(fā)射管3前面有物體時，在輸出管5中就有一相應(yīng)的氣壓Po，測出(Ps－Po)的大小，就可由該傳感器的(Ps－Po)－X特性曲線找出該物體與發(fā)射管3端面的距離X，就知道了物體的位置。這種反射式氣動位置傳感器一般可測量0～5mm范圍內(nèi)物體的位置，根據(jù)實際需要和工作環(huán)境條件，這種傳感器可作成不同尺寸和外形，進氣管和輸出管也可因環(huán)境作不同的安排。
圖1中6為有縫鋼管7內(nèi)焊縫刮削后焊縫部分的橫斷面，圖中CC″為焊縫的毛刺，即刮削殘留物的高度，C′C″和D′D在通過鋼管橫斷面圓心的兩直線上，C′D′在同一圓弧上，C″D同在另一圓弧上，顯然，毛刺高度C″C＝C′C″－C′C。由于C′C″＝D′D，所以C″C＝D′D－C′C。本實用新型就是專門來測量D′D和C′C的。
在實際使用時，固定體1緊固在內(nèi)焊縫刮刀頭上或刮刀壁上，使其中右側(cè)即第一個氣動位置傳感器的軸線通過內(nèi)焊縫的中心部位，左側(cè)即第二個氣動位置傳感器的軸線通過焊縫外不遠處一點D，D點應(yīng)盡量接近內(nèi)焊縫，但又不致使該第二個傳感器的發(fā)射管射出的氣流受到內(nèi)焊縫毛刺的干擾，即應(yīng)該以毛刺不會對其輸出管內(nèi)壓力P02產(chǎn)生影響為宜。兩個傳感器的發(fā)射管端面應(yīng)處于以鋼管軸線為軸線的同一圓柱面上，以滿足C′C″＝D′D的條件。
參照圖1、圖2，從鋼管7的軸線方向看，兩個傳感器一前一后錯開了一個角度，從鋼管的側(cè)面看，兩個傳感器一左一右固定在一個固定體1中。
固定體1也可作成一密封室，兩傳感器的發(fā)射管均在密封室上開口，作為進氣口，密封室再接到一個共用的壓縮空氣源上，此時兩傳感器的壓縮空氣源相同，即PS1＝PS2＝PS，此時可測定第一個傳感器的P01和壓縮空氣源之間的壓力差(PS－P01)及第二個傳感器的P02和壓縮空氣源之間的壓力差(PS－P02)。也可將兩傳感器的輸出管5接上小型力敏傳感器，整個安放在密封室內(nèi)，測量兩傳感器各自相對于氣源氣壓的壓差并將它們轉(zhuǎn)換為電信號從密封室中輸出。
以上說明僅是作為舉例而進行的簡單描述，并不構(gòu)成對本實用新型的任何限定，對于熟悉本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說，顯然可在不脫離所附權(quán)利要求限定范圍的情況下實現(xiàn)各種各樣的變更。
結(jié)合上述實例可以看出，本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、可在溫度達500℃、相對濕度接近飽和，塵埃很重、有極強電磁場干擾、有振動的環(huán)境下可靠工作，長期保持其測量準確性；2、由于本實用新型在使用時是非接觸測量，不接觸被測對象；3、本實用新型可按使用場合和工作條件，做成各種尺寸，以適合不同的要求，達到不同的使用效果和精度；4、本實用新型用在有縫鋼管內(nèi)側(cè)焊縫刮削質(zhì)量監(jiān)測時，維護工作量極小。
權(quán)利要求1.一種氣動位置測量探頭，其特征在于它由固定在一起的兩個氣動位置傳感器組成，所述氣動位置傳感器由進氣管、與進氣管連接的發(fā)射管、位于發(fā)射管中的反射管以及安裝發(fā)射管上并與反射管連接的輸出管組成，所述固定在一起的兩個氣動位置傳感器中的發(fā)射管互相斜交。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動位置測量探頭，其特征在于所述固定在一起的兩個氣動位置傳感器是通過一個密封室聯(lián)接在一起，其發(fā)射管均在密封室上開口，密封室與一個共用的進氣管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動位置測量探頭，其特征在于所述反射管和輸出管是一個連接在一起的整體，直接固定在發(fā)射管上或密封室上。
專利摘要本實用新型涉及采用流體測量距離的裝置，具體說是一種氣動位置測量探頭。它由固定在一起的兩個氣動位置傳感器組成，所述氣動位置傳感器由進氣管、與進氣管連接的發(fā)射管、位于發(fā)射管中的反射管以及安裝在發(fā)射管上并與反射管連接的輸出管組成，所述固定在一起的兩個氣動位置傳感器中的發(fā)射管互相斜交。它解決了已有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、易出現(xiàn)故障的缺點。可用于在高溫、濕度、強電磁場干擾的條件下監(jiān)測微小距離。
文檔編號G01B13/02GK2127490SQ92226179
公開日1993年2月24日 申請日期1992年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月26日
發(fā)明者劉紀 申請人:劉紀