JPS638401B2 - - Google Patents
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- JPS638401B2 JPS638401B2 JP5062277A JP5062277A JPS638401B2 JP S638401 B2 JPS638401 B2 JP S638401B2 JP 5062277 A JP5062277 A JP 5062277A JP 5062277 A JP5062277 A JP 5062277A JP S638401 B2 JPS638401 B2 JP S638401B2
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属弧状表面の、非金属被覆の厚さ
を測定する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for measuring the thickness of a non-metallic coating on a metallic arcuate surface.
被覆即ち外装材料を最も経済的に使用するため
には、外装の厚さを仕様要求に合つた最少量に維
持することが望まれる。しかしながら、押出し工
程に於ける変動に起因して、被押出し物の厚さ
は、局部的にそしてまたケーブル又はその他の構
造物の全周面に渡つて変化し得る。従つて、ケー
ブルの周囲の種々の位置にての外装厚さを測定
し、測定位置にての厚さ或いは基準厚さからの変
動量の指示を与える手段を提供することが必要で
ある。 For the most economical use of coating or sheathing materials, it is desirable to maintain the thickness of the sheath to a minimum amount consistent with specification requirements. However, due to variations in the extrusion process, the thickness of the extruded material may vary locally and also over the entire circumference of the cable or other structure. Therefore, it is necessary to provide a means for measuring the sheath thickness at various locations around the cable and providing an indication of the thickness at the measurement location or the amount of variation from the reference thickness.
かくの通りの目的に対しては、容量型測定器が
広く使用されている。通常、測定ヘツドはケーブ
ルの軸線の回りを回転せしめられ、そしてまたケ
ーブルの回りの所定の角度位置に所定の短時間だ
け静止保持される。従つて、例えば、測定ヘツド
は段階的に回動され、相互に45度の間隔を置いた
複数の位置にて静止保持され得る。 Capacitive measuring instruments are widely used for these purposes. Typically, the measuring head is rotated about the axis of the cable and also held stationary in a predetermined angular position around the cable for a predetermined short period of time. Thus, for example, the measuring head can be rotated in steps and held stationary in several positions spaced apart from each other by 45 degrees.
しかしながら、容量型のものは、特定の欠点を
有する。即ち、ゲージ又は測定ヘツドは外装上に
存在する水に極めて敏感である。外装上に存在す
る水が極く小量であつても、測定ヘツドからの信
号が大幅に変化する。また、被覆材料に何らかの
変化があると、測定ヘツドに影響が及び、再較正
が必要となる。原材料の供給に於ける今日の開発
及び変化並びに原材料の価格によつて被押出し材
料がしばしば変化するので、上記の点は極めて重
要である。原材料に於ける変化が著しく微細であ
つても、出力信号は大きく変動する。新製品の導
入も、新製品の各々に対して新たな較正チヤート
又はテーブルを必要とすると言う問題を引起こ
す。かつては製品及びその被覆即ち外装が長い
間、例えば数年間、変化しなかつたが、今日にお
いては上記の通りの材料の変化及び新製品の導入
が頻繁に生ずる。 However, capacitive types have certain drawbacks. That is, the gauge or measuring head is extremely sensitive to water present on the sheath. Even a small amount of water present on the sheath will significantly change the signal from the measuring head. Also, any changes in the coating material will affect the measuring head and require recalibration. The above point is extremely important since the materials to be extruded often change due to current developments and changes in the supply of raw materials and the prices of raw materials. Even if the changes in the raw material are extremely subtle, the output signal will fluctuate significantly. The introduction of new products also poses the problem of requiring a new calibration chart or table for each new product. Whereas in the past, products and their coverings remained unchanged for long periods of time, for example, years, today the aforementioned changes in materials and the introduction of new products occur frequently.
本発明は、弧状表面と被覆とを加えた外径の変
動を補償する、金属弧状表面の被覆の厚さを測定
する装置を提供する。薄い非伝導性被覆円筒部材
において、その被覆の厚さが変動すると、その変
動により円筒部材が移動し、検出ヘツドとの間の
距離が変動し、それによる影響は、円筒部材の径
によつて変化する。本発明は、検出ヘツドに対し
て円筒部材をその径に拘わらず各部材が同じ大き
さの信号を発するように位置付けるなら厚さ変動
の影響は円筒部材の径とは独立にほぼ等しくなる
という所に基礎を置くものである。 The present invention provides an apparatus for measuring the coating thickness of a metal arcuate surface that compensates for variations in the outer diameter of the arcuate surface plus the coating. When the coating thickness of a thin, non-conductively coated cylindrical member changes, the cylindrical member moves due to the variation, and the distance between the cylindrical member and the detection head changes, and the effect of this changes depending on the diameter of the cylindrical member. Change. The present invention is based on the fact that if the cylindrical member is positioned relative to the detection head so that each member emits a signal of the same magnitude regardless of its diameter, the effect of thickness variation will be approximately equal, independent of the diameter of the cylindrical member. It is based on
本発明の測定装置は、所定の基準値からの径の
変動を補償し、そしてまた再較正の必要なくして
種々の直径の弧状表面に対向して検出ヘツドを用
いることを可能にする。検出ヘツドは、被覆の外
表面に向けられる所定の形状の表面を有する1個
又は2個以上の支持又は位置付け部材によつて、
金属弧状表面に対向して支持される。 The measuring device of the invention compensates for variations in diameter from a predetermined reference value and also allows the detection head to be used opposite arcuate surfaces of various diameters without the need for recalibration. The detection head is arranged by one or more supporting or positioning members having a surface of a predetermined shape directed towards the outer surface of the coating.
Supported against a metal arcuate surface.
上記の所定の形状の表面は該金属弧状表面の軸
線に平行に見ると凸面弧状の側部を有するV字形
状であつて、該弧状側部は各マンドレルに対し該
検出器から同じ大きさの信号を発するように初め
にマンドレルの軸線を該検出器面に対し直角な共
通平面で横たわるようにして直径の異なる1連の
円筒状金属マンドレルを逐次位置づけることによ
つて形成され、各弧状側部は該マンドレルの外周
に対して接線方向の曲線である。 The surface of said predetermined shape is V-shaped with convex arcuate sides when viewed parallel to the axis of said metal arcuate surface, said arcuate sides being of equal size from said detector to each mandrel. formed by sequentially positioning a series of cylindrical metal mandrels of different diameters, with the mandrel axes initially lying in a common plane perpendicular to the detector plane, such that each arcuate side is a curve tangential to the outer circumference of the mandrel.
本発明の測定装置は、電気誘導型の検出ヘツド
に特に適するが、他の型の検出ヘツドにも用いる
ことができる。 The measuring device of the invention is particularly suitable for electrically inductive detection heads, but can also be used for other types of detection heads.
本発明は、添付図面を参照して説明する以下の
記載から容易に理解されよう。 The present invention will be easily understood from the following description with reference to the accompanying drawings.
第1図及び第2図は、プローブ即ち支持部材自
体を示し、そしてその一部は、測定すべき又は監
視すべき構造体の表面と、実際上は、接触し又は
非常に接近する。支持部材はステム部分10及び
ヘツド部分11を有する。ステム部分10は、測
定ヘツド内に設置されるようになつており、そし
てこの具体例に於いては、後に詳細に説明する如
く、溝12内に位置したコイルを有して、検出ヘ
ツドを形成する。ヘツド部分11は、この具体例
に於いては、第2図に示した如く平面図では環状
をしており、測定すべきケーブル又は他の構造体
の軸線方向と一致する方向で横から見ると、所定
の方法で形状が形成される接触面13を有する。
“接触面”という語句は便宜上用いられるが、小
さな隙間は、表面13とケーブル又は他の物との
間に残り得る。孔14は支持部材を通つて軸線方
向に延びる。孔14は、フエライトのような適切
な材料のスラツグ又は筒のような同調要素を容れ
ることができる。このような同調要素によつて、
個個の検出ヘツドを同調でき、ここに記載するよ
うな、複数個のヘツドを用いる装置に於いて、ヘ
ツドを調和させることができる。同調要素は、ヘ
ツドの感度を変えることができ、ヘツドの共振周
波数を変える。 Figures 1 and 2 show the probe or support member itself, a part of which is actually in contact with or in close proximity to the surface of the structure to be measured or monitored. The support member has a stem portion 10 and a head portion 11. The stem portion 10 is adapted to be placed within the measuring head and, in this embodiment, has a coil located within the groove 12 to form the sensing head, as will be explained in more detail below. do. The head portion 11, in this embodiment, is annular in plan view, as shown in FIG. 2, and when viewed from the side in a direction coinciding with the axial direction of the cable or other structure to be measured. , has a contact surface 13 which is shaped in a predetermined manner.
Although the term "contact surface" is used for convenience, a small gap may remain between the surface 13 and the cable or other object. Hole 14 extends axially through the support member. The bore 14 may receive a tuning element such as a slug or tube of a suitable material such as ferrite. Due to these synchronization factors,
Individual detection heads can be tuned, allowing the heads to be coordinated in systems using multiple heads, such as those described herein. The tuning element can change the sensitivity of the head and change the resonant frequency of the head.
所定の壁厚のための協働磁気回路の磁気抵抗
が、ケーブルの直径の所定の範囲に渡つて実質上
一定に維持されるこのような方法に於ける較正線
から、接触表面13の形状を得る。検出ヘツドへ
の磁気的影響が金属表面の面積及び/又は質量並
びに金属表面からの距離の関数となるので、同一
の信号の大きさを生ぜしめるためには、比較的小
さな直径の曲面は、比較的大きな直径の曲面より
もヘツドにより接近せしめて配置しなければなら
ない。本発明によると、より小さな直径のケーブ
ルは、より大きな直径のケーブルより接触表面1
3の形状内により“入り込む”又は“落ち込む”。
これは、2つの、ケーブル又は同様な構造体を鎖
線で15a及び15bによつて示した第1図に図
示した。より小さな直径の構造体15aがより大
きな直径の構造体15bよりも深く接触表面13
の形状内に入り込んでいる。 From a calibration line in such a manner that the reluctance of the cooperating magnetic circuit for a given wall thickness remains substantially constant over a given range of cable diameters, the shape of the contact surface 13 can be determined. obtain. Since the magnetic influence on the detection head is a function of the area and/or mass of the metal surface and the distance from the metal surface, curved surfaces of relatively small diameter must be It should be placed closer to the head than a curved surface with a larger diameter. According to the invention, a cable of smaller diameter has a contact surface 1
“Go into” or “fall down” into the shape of 3.
This is illustrated in FIG. 1, where two cables or similar structures are indicated by dashed lines 15a and 15b. The smaller diameter structures 15a touch the contact surface 13 more deeply than the larger diameter structures 15b.
It is inside the shape of.
表面13の形状は、較正データから得られる。
較正データを得るために、第1図のような支持部
材で平坦な接触面13を備えた平坦な検出器面
を、設け、異なつた既知の直径のマンドレルの組
を、第1にその面に接触するように次々と位置付
け、そして所定の小さなステツプだけ引き離す。
このようにして、例えば0.5インチ(12.7mm)の
直径の金属マンドレルが、まず発振器回路の一部
である検出器に接触して位置付けられ、発振器回
路の、周波数又はその他の出力信号が記録され
る。そして、マンドレルは、例えば各ステツプが
0.005インチ(0.127mm)である小さなステツプで
離され、そして読みの組が得られる。同じ処理
が、例えば0.75インチ(19.05mm)及び1.0インチ
(25.4mm)で更に他のマンドレルに行なわれる。 The shape of surface 13 is obtained from calibration data.
To obtain calibration data, a flat detector surface with a flat contact surface 13 is provided with a support member as shown in FIG. 1, and a set of mandrels of different known diameters are first placed on the surface. One after the other they are positioned so that they touch, and then they are pulled apart by a predetermined small step.
In this way, a metal mandrel, e.g. . Then, the mandrel is made such that each step is
They are separated in small steps of 0.005 inch (0.127 mm) and a set of readings is obtained. The same process is performed on further mandrels, such as 0.75 inch (19.05 mm) and 1.0 inch (25.4 mm).
このようにして、較正表と称せられる表が得ら
れる。これらの表から、マンドレルの各々が、同
じ信号の大きさの読みとなるように、検出器から
どのような距離で位置付けられなければならない
かを確かめることができる。これらの位置を図で
描き表現でき、そしてマンドレルの各々に接する
曲線又はそれを表現する曲線で描くことができ
る。これは第3図に図示される。3つのマンドレ
ルの位置は、検出ヘツド上の種々のマンドレルの
発振回路と協働する磁気的影響が同じであるとこ
ろの、平坦な検出器面17からの位置にて16
a,16b及び16cで示される。そして、曲線
18a及び18bは、マンドレル16a,16b
及び16cを表現する円に接するように描かれ
る。これらの2つの曲線は支持部材のための面1
3の形状を形成する。 In this way, a table called a calibration table is obtained. From these tables it can be ascertained at what distance from the detector each of the mandrels must be positioned to give the same signal magnitude reading. These positions can be graphically represented and depicted by curves tangent to or representing each of the mandrels. This is illustrated in FIG. The position of the three mandrels is 16 at a position from the flat detector surface 17, where the magnetic influence cooperating with the oscillator circuit of the various mandrels on the detection head is the same.
a, 16b and 16c. The curves 18a and 18b correspond to the mandrels 16a and 16b.
and 16c. These two curves form plane 1 for the support member.
Form the shape of 3.
典型的な形状が第4図に拡大して示される。種
種のパラメータの典型的な値は;a=0.884イン
チ(22.5mm);b=0.575インチ(14.6mm);c=
0442インチ(11.2mm);d=0.550インチ(14.0
mm);e=0.175インチ(4.45mm);f=0.025イン
チ(0.635mm);である。 A typical shape is shown enlarged in FIG. Typical values for species parameters are; a = 0.884 inches (22.5 mm); b = 0.575 inches (14.6 mm); c =
0442 inches (11.2mm); d=0.550 inches (14.0
mm); e=0.175 inch (4.45 mm); f=0.025 inch (0.635 mm);
曲線は、第3図にて示した如く、図式的に得ら
れるものとして説明したが、これは比較的時間が
かかり、非常に正確な方法とはいえず、図示する
目的で説明したものである。現在のコンピユータ
技術は、前に参照した較正データ及び表の情報か
ら、第3図の曲線18a及び18bを計算するこ
とができる。また、一度検出器面に対する種々の
マンドレルにより種々の読みが得られると、より
密接した空間にての較正表は、コンピユータの使
用により得ることができる。 The curves have been described as being obtained graphically, as shown in Figure 3, but this is a relatively time consuming and not very accurate method and is provided for illustrative purposes only. . Current computer technology is capable of calculating curves 18a and 18b of FIG. 3 from the calibration data and table information referenced above. Also, once various readings are obtained with the various mandrels relative to the detector plane, a closer space calibration table can be obtained through the use of a computer.
表面13の底部19は重要ではない。単に、底
部が測定される最も小さなケーブルの表面に接触
しないことのみ必要である。支持部材の典型的な
材料は、良好な耐摩耗性及び低摩擦特性を有する
セラミツク材料であり、このようなセラミツク材
料の1つは、商標名「Henium」で市販されてい
る。機械加工が困難であるので、製造上の問題に
より、その形状の重要でない部分の形が規制され
る傾向がある。 The bottom 19 of the surface 13 is not important. It is only necessary that the bottom not touch the surface of the smallest cable being measured. Typical materials for the support member are ceramic materials having good wear resistance and low friction properties; one such ceramic material is commercially available under the trade name "Henium". Because machining is difficult, manufacturing issues tend to restrict the shape of non-critical parts of the shape.
表面13の形状を得るために上記にて参照した
如き較正表は、このような表の曲線の組を作成す
るために使用できる。第6図は、曲線の組を示
し、横軸として弧状表面の軸線と直角をなした軸
線に沿つた弧状表面のセンタリング又は動きを用
い、縦軸として、弧状表面を覆う層の厚さWを用
いた。第6図の曲線は、0.5インチ(17.7mm);0.6
インチ(15.2mm);0.8インチ(20.3mm);1.0イン
チ(25.4mm);1.2インチ(30.5mm);1.5インチ
(38.1mm)及び2.1インチ(53.3mm)の直径の同等
なマンドレルのためのものである。これらの曲線
は、数学的にも非常に近い近似が得られる。対応
する方程式は、最小自乗法を用いて導かれる。 A calibration table such as that referred to above for obtaining the shape of surface 13 can be used to create a set of curves for such a table. Figure 6 shows a set of curves, with as the horizontal axis the centering or movement of the arcuate surface along an axis perpendicular to the axis of the arcuate surface, and as the vertical axis the thickness W of the layer covering the arcuate surface. Using. The curve in Figure 6 is 0.5 inch (17.7 mm); 0.6
For equivalent mandrels of inch (15.2 mm); 0.8 inch (20.3 mm); 1.0 inch (25.4 mm); 1.2 inch (30.5 mm); 1.5 inch (38.1 mm) and 2.1 inch (53.3 mm) diameters It is. Mathematically, these curves can be very closely approximated. The corresponding equations are derived using the least squares method.
ここに於いて、
C=発振器の発振周波数の比例項
X=軸線と直角方向における弧状表面の移動
An=弧状表面の所定の直径のための定数
弧状表面の所定の直径のための、A0乃至Anは
一定と考えることができる。 where: C = proportional term of the oscillation frequency of the oscillator An can be considered constant.
支持部材の形状を表わす数学的関係は、第5図
を参照して、次のように表わすことができる。 The mathematical relationship representing the shape of the support member can be expressed as follows with reference to FIG.
Wa=√(++)2−2−√(+)2−2
………(2)
ここに於いて、
F=弧状表面の半径
R=形状の曲率半径
H=形状の曲率半径の中心の横座標
W=弧状表面を覆う層の厚さ
Wa=軸線と直角方向における弧状表面の移動
方程式(1)においてX=Waとすると、
ここに於いて、A0乃至Anが弧状表面の半径の
所定の範囲内で一定であり、弧状表面を覆う層の
所定の厚さのための弧状表面の半径の所定の範囲
内でC=一定である。Wa=√(++) 2 − 2 −√(+) 2 − 2
......(2) Here, F = radius of the arcuate surface R = radius of curvature of the shape H = abscissa of the center of the radius of curvature of the shape W = thickness of the layer covering the arcuate surface Wa = direction perpendicular to the axis Movement of the arcuate surface in Equation (1), if X=Wa, then Here, A 0 to An are constant within a predetermined range of the radius of the arcuate surface, and C = constant within a predetermined range of the radius of the arcuate surface for a predetermined thickness of the layer covering the arcuate surface. It is.
第7図、第8図、第9図及び第10図に示した
如く、測定ヘツド20は、細長いハウジング21
を具備し、このハフツング21の両端にて各々挿
入されている2つのプローブ即ち支持部材22及
び23を有する。プローブの一方は能動的であ
り、出力信号を発生し、支持又は位置決め部材及
び検出ヘツドに連結している。この具体例に於い
ては、プローブ22が能動的である。もう一方の
プローブ23は、非能動的であり、釣合つた構造
体をなし、検出ヘツドと整合し、そして支持又は
位置決め部材としてのみ作用する。ヘツドは、例
えばケーブル24である測定すべき外装を有する
構造体上に載置される。都合のよいように、プロ
ーブの各々は、ステム10上に形成されたコイル
25を有するが、プローブ22と協働するコイル
のみが、端子27を介して発振器回路内に組入れ
られる。プローブ23は、他の形状の部材に置き
代えることができ、このプローブの目的は、支
持、案内及び釣合のためのみにある。 As shown in FIGS. 7, 8, 9 and 10, the measuring head 20 includes an elongated housing 21.
and has two probes or support members 22 and 23 inserted at each end of the haftsung 21. One of the probes is active, generates an output signal, and is coupled to a support or positioning member and a detection head. In this embodiment, probe 22 is active. The other probe 23 is inactive, forms a balanced structure, is aligned with the detection head, and acts only as a support or positioning member. The head is mounted on a structure having a sheath to be measured, for example a cable 24. Conveniently, each of the probes has a coil 25 formed on the stem 10, but only the coil cooperating with the probe 22 is incorporated into the oscillator circuit via a terminal 27. The probe 23 can be replaced by other shaped members and its purpose is solely for support, guidance and counterbalancing.
測定ヘツド20は、可撓性ダイヤフラム29を
介して支持ロツド28に取付けられている。ダイ
ヤフラム29は、リング31によつてハウジング
21内の円形凹部30内に保持され、そしてリン
グ31は、他の保持手段を使用することもできる
が、図示の具体例に於いては小さなネジ31aに
よつて所定の位置に保持されている。ネジ32
は、ダイヤフラムの中心を貫通し、ロツド28の
端に形成されているネジ付き穴内に延びている。
ダイヤフラムの両側にはワツシヤ34が位置付け
られている。配置は、支持ロツド28への測定ヘ
ツドの取付け位置が測定ヘツドの重心になるよう
にせしめられている。 The measuring head 20 is attached to a support rod 28 via a flexible diaphragm 29. Diaphragm 29 is retained within a circular recess 30 in housing 21 by a ring 31, which in the illustrated embodiment is secured to a small screw 31a, although other retention means may be used. It is thus held in place. screw 32
extends through the center of the diaphragm into a threaded hole formed in the end of rod 28.
Washers 34 are positioned on both sides of the diaphragm. The arrangement is such that the attachment point of the measuring head to the support rod 28 is at the center of gravity of the measuring head.
ロツド28は、主支持構造体37から延びてい
る心棒36上を軸方向に滑動するスライダ35に
取付けられている。ロツドはピン38によつて旋
回可能に取付けられ、そして旋回点に接隣し薄い
剪断ピン又はワイヤ39によつて保持されてい
る。固定ブラケツト41とスライダ35との間に
は、スライダをロツド28の外側端に向けて強制
するように作用するばね40が延びている。主支
持構造体37とスライダ35との間には、スライ
ダの運動を制動するように作用する制動器42が
延びている。 The rod 28 is attached to a slider 35 that slides axially on an axle 36 extending from the main support structure 37. The rod is pivotally mounted by a pin 38 and held adjacent the pivot point by a thin shear pin or wire 39. A spring 40 extends between the fixed bracket 41 and the slider 35 and acts to force the slider toward the outer end of the rod 28. A brake 42 extends between the main support structure 37 and the slider 35 and acts to brake the movement of the slider.
ダイヤフラムは、例えばネオプレン又はゴムの
如きエラストマ製で、ロツド28への連結位置に
て3度の自由度、即ち縦揺れ、横揺れ及び片揺れ
(pitch、roll and yaw)の自由度を与える。更
に、ダイヤフラムは、使用されている材料に起因
して、そしてまたダイヤフラムに於ける一般的な
可撓特性に起因して、制動及び緩衝を与える。ダ
イヤフラムのコンプライアンス(compliance)
は制限されている、即ち、ダイヤフラムはヘツド
が回転乃至フロツプするのを許容せず、ヘツドが
製品の下流へ追従するのを防止する。ヘツドがケ
ーブル又はその他のものから引込められた時に、
ダイヤフラムはヘツドを正しい方向に維持し、ケ
ーブルの表面に戻す準備ができている状態にせし
める。ダイヤフラムのコンパクトさによつて、旋
回点を測定ヘツドが係合せしめられる表面に著し
く近接せしめることが可能である。これによつ
て、さもなくば測定ヘツドの安定性を不足せしめ
て跳躍及び/又は振動せしめる振動運動
(toppling movement)が制限される。 The diaphragm is made of an elastomer, such as neoprene or rubber, and provides three degrees of freedom at the point of connection to the rod 28: pitch, roll and yaw. Additionally, the diaphragm provides damping and damping due to the materials used and also due to the general flexible properties of the diaphragm. Diaphragm compliance
The diaphragm does not allow the head to rotate or flop and prevents the head from following the product downstream. When the head is retracted from the cable or other object,
The diaphragm maintains the head in the correct orientation and makes it ready for return to the surface of the cable. The compactness of the diaphragm makes it possible to bring the pivot point very close to the surface on which the measuring head is engaged. This limits toppling movements which would otherwise lead to a lack of stability of the measuring head, causing it to jump and/or oscillate.
ヘツドの過剰運動、ダイヤフラムの過剰撓みが
生ずるのを防止するために、停止又は運動制限器
を設けることができる。即ち、特に第8図に図示
されている通り、ロツド28の外側近傍に突起4
5が半径方向に延びている。突起45の端は、ハ
ウジング21に取付けられた囲い46内を移動す
る。測定ヘツド20の極度の運動及び/又はダイ
ヤフラム29の極度の撓みが生ずる場合には、突
起45が囲い46の壁に接触し、ロツド28に対
するヘツドのそれ以上の運動を防止する。 Stops or movement limiters may be provided to prevent excessive movement of the head and excessive deflection of the diaphragm. That is, as particularly shown in FIG.
5 extends in the radial direction. The end of the projection 45 travels within an enclosure 46 attached to the housing 21. In the event of extreme movement of the measuring head 20 and/or extreme deflection of the diaphragm 29, the protrusion 45 contacts the wall of the enclosure 46 and prevents further movement of the head relative to the rod 28.
ダイヤフラムの特性は、例えばその厚さ、硬
さ、非拘速領域の形状及び取付け位置を変えるこ
とによつて変化せしめることができる。 The properties of the diaphragm can be varied, for example, by changing its thickness, hardness, shape of the non-constraint area and mounting location.
上記の記述に於いては、検出器即ち測定部材と
所定の形状のプローブ即ち支持部材とから1つの
ユニツトとして構成された測定ヘツドの位置付け
に関して説明したが、上記の部材を別個に分離す
ることも可能である。例えば、所定の形状のプロ
ーブ即ち支持部材は検出器即ち測定部材から分離
され得る。第7図乃至第10図に関して説明した
通り、第7図の配置に於いては、1つのプローブ
は支持部材としてのみ作用する非能動的なもので
ある。他のプローブは、検出又は測定手段を含ん
でいる。かくの通りの配置に於いては、双方のプ
ローブを非能動的なものにし、検出即ち測定手段
を別個にハウジング21上に装着することもでき
る。検出手段即ち測定手段は、誘電型のものであ
る必要はなく任意の適当な型のものでもよく、そ
してまた外装の厚さを測定乃至表示する機能以外
の機能を遂行することもできる。かくの通りの配
置の例が第11図に図示されている。第11図の
配置に於いては、2つの支持及び位置付け部材5
0がハウジング51内に保持され、そしてまた検
出ヘツド52もハウジング内に位置付けられてい
る。検出ヘツド52は種々の形態のものでもく、
例えば上述した通りの誘電原理を用いた形態のも
のでよく、また特定の適用例に応じた他の形態の
ものを用いることもできる。支持及び位置付け部
材50上に特定の形状の表面を使用すると、特定
の形状の表面がその上に位置付けられるところの
弧状表面に関する、ハウジング51の正確な位置
付け、従つてハウジング51に装着された全ての
部材の正確な位置付けが保証される。従つて、本
発明の最も広い概念に於いては、本発明は、支持
及び位置付け部材に付随した他の部材を弧状表面
上に正確に位置付け、且つ弧状表面の半径の変動
を補償する、特定の形状の表面を有する支持及び
位置付け部材を提供する。 Although the above description refers to the positioning of a measuring head constructed as a single unit from a detector or measuring member and a probe or support member of a predetermined shape, it is also possible to separate the above-mentioned members separately. It is possible. For example, a probe or support member of a predetermined shape may be separated from a detector or measurement member. As discussed with respect to FIGS. 7-10, in the FIG. 7 arrangement, one probe is inactive, acting only as a support member. Other probes include detection or measurement means. In such an arrangement, both probes may be made inactive and the detection or measurement means may be mounted separately on the housing 21. The sensing or measuring means need not be of the dielectric type, but may be of any suitable type, and may also perform functions other than measuring or indicating the thickness of the sheath. An example of such an arrangement is illustrated in FIG. In the arrangement of FIG. 11, two support and positioning members 5
0 is held within housing 51, and detection head 52 is also positioned within the housing. Detection head 52 may be of various forms, including:
For example, it may be of a form using the dielectric principle as described above, or other forms may be used depending on the particular application. The use of a specially shaped surface on the support and positioning member 50 allows for the precise positioning of the housing 51 with respect to the arcuate surface on which the specially shaped surface is positioned, and thus the Accurate positioning of the parts is ensured. Accordingly, in its broadest concept, the present invention provides a specific method for accurately positioning other members associated with support and positioning members on an arcuate surface and for compensating for variations in the radius of the arcuate surface. A support and positioning member having a shaped surface is provided.
制動器42のロツド47の取付け位置に於い
て、ロツドの各端がボール及びソケツト継手形態
になつていて、スライダ35が容易に運動し得る
ようにせしめられている。更にまた、これによつ
て、ヘツドが横方向へ制限された量だけ運動し得
るようになつている。 In the mounting position of the rod 47 of the brake 42, each end of the rod is in the form of a ball and socket joint to permit easy movement of the slider 35. Furthermore, this allows for a limited amount of lateral movement of the head.
使用されている測定ヘツド及びその設置構造体
は、例えばプラスチツク材料製の中空構造体53
に囲まれている。中空構造体53の材料は、代表
的にはプレキシグラスである。中空構造体53及
び主支持構造体37は、測定ヘツドを装置上に設
置する。測定ヘツドの何らかの過負荷によつて、
剪断ピン39が剪断された場合、ヘツドはピン3
8の回りを旋回することができ、ロツド28が中
空構造体53内のスロツト43の誘移動する。 The measuring head used and its mounting structure are, for example, hollow structures 53 made of plastic material.
surrounded by. The material of the hollow structure 53 is typically Plexiglas. The hollow structure 53 and the main support structure 37 mount the measuring head on the device. Due to some overload of the measuring head,
If shear pin 39 is sheared, the head will
8, the rod 28 is guided into the slot 43 in the hollow structure 53.
第7図乃至第10図に図示する通りの測定ヘツ
ドを取入れた装置の一形態が第12図及び第13
図に図示されている。4つの測定ヘツド20が設
けられているが、第12図には3つの測定ヘツド
だけしか図示されていない。ヘツド20は、ケー
ブル24の回りに90度の間隔を置いて支持されて
いる。ヘツドは、ブラケツト56内に滑動可能に
設置された半径方向に滑動し得るラツク55に取
付けられた片持梁54によつて、主支持構造体3
7及び中空構造体53を介して支持されている。
ブラケツト56は把持リング57に取付けられて
いる。把持リング57からは、4本のシヤフト5
8が延びている。シヤフト58の各々は、その前
端にピニオン59を有し、このピニオンはラツク
55に係合する。 One form of apparatus incorporating a measuring head as shown in FIGS. 7 to 10 is shown in FIGS. 12 and 13.
Illustrated in the figure. Although four measuring heads 20 are provided, only three measuring heads are shown in FIG. 12. Heads 20 are supported around cable 24 at 90 degree intervals. The head is attached to the main support structure 3 by a cantilever 54 attached to a radially slidable rack 55 slidably mounted within a bracket 56.
7 and a hollow structure 53.
Bracket 56 is attached to gripping ring 57. From the grip ring 57, four shafts 5
8 is extended. Each of the shafts 58 has a pinion 59 at its forward end which engages the rack 55.
シヤフト58の各々はその後端にチエーンギヤ
を有し、そしてセクターギヤ及びモータによつて
移動せしめられるチエーンが各チエーンギヤを通
つている。第13図はチエーン60、チエーンギ
ヤ61、セクターギヤ62及びモータ(図示して
ない)からのチエーンギヤ63の配置を図式的に
示している。モータが作動すると、チエーンギヤ
63が一定の方向又は逆方向に回転せしめられ、
セクターギヤ62、従つてチエーン60が移動せ
しめられる。チエーン60が移動すると、ギヤ6
1を介してシヤフト58が回転され、ピニオン5
9が回転され、ラツク55が半径方向に移動され
て測定ヘツド20に係合し又は測定ヘツド20か
ら離脱する。かくの通りの運動は、装置の初期セ
ツテイング又は停止或いはケーブルの隆起部を回
避する際に生ずる。装置の上流に隆起部検出器を
設け、これによつてモータを作動せしめて測定ヘ
ツド20を引込めるようになすことができる。 Each of the shafts 58 has a chain gear at its rear end, and a chain moved by a sector gear and a motor passes through each chain gear. FIG. 13 schematically shows the arrangement of chain 60, chain gear 61, sector gear 62 and chain gear 63 from a motor (not shown). When the motor operates, the chain gear 63 is rotated in a fixed direction or in the opposite direction,
Sector gear 62 and therefore chain 60 are moved. When the chain 60 moves, the gear 6
1, the shaft 58 is rotated, and the pinion 5
9 is rotated, and the rack 55 is moved radially into and out of the measuring head 20. Such movements occur during initial setting or stopping of the device or to avoid cable ridges. A ridge detector can be provided upstream of the device, by means of which the motor can be activated to retract the measuring head 20.
把持リング57は外側リング70内に設置さ
れ、この外側リング内を制限された範囲に渡つて
回転することができる。把持リング57にはギヤ
ツプ71が設けられ、そして外側リング70には
同様のギヤツプ72が設けられている。ギヤツプ
71とギヤツプ72とを整合せしめると、支持体
73によつてケーブルの回りから装置全体を下降
せしめることができる。勿論、装置全体をケーブ
ルの回りに上昇せしめることもできる。ケーブル
24は、把持リング57の両側にてその1つが第
12図に図示されている可動支持体74によつて
支持されている。 Grip ring 57 is mounted within outer ring 70 and is rotatable within this outer ring over a limited range. Grip ring 57 is provided with a gap 71 and outer ring 70 is provided with a similar gap 72. Once gap 71 and gap 72 are aligned, support 73 allows the entire device to be lowered around the cable. Of course, it is also possible to raise the entire device around the cable. The cable 24 is supported on both sides of the gripping ring 57 by movable supports 74, one of which is shown in FIG.
上述した通り、プローブ上のコイルは発振器の
一部であり、発振器の周波数は、プローブ上の基
準点からの金属表面の距離の変動の結果として生
ずるところのプローブの誘導効果の変動によつて
変化する。周波数のこの変動は、ダイアル指示器
及び/又はチヤートレコーダの如き手段に非金属
被覆の厚さの変動を指示する信号を生成するため
に利用され得る。 As mentioned above, the coil on the probe is part of an oscillator whose frequency changes due to variations in the inductive effect of the probe as a result of variations in the distance of the metal surface from a reference point on the probe. do. This variation in frequency can be utilized to generate a signal indicating variations in the thickness of the non-metallic coating to means such as a dial indicator and/or chart recorder.
厚さの変動を指示する実際的に有用な方法は、
監視している製品の断面を表わす表示を生成する
ことである。 A practically useful method of directing thickness variations is
The goal is to generate a display that represents a cross-section of the product being monitored.
第14図及び第15図は、夫々、ケーブル外装
の擬似断面を可視表示するための回路と、表示さ
れる曲型的な波形を図示している。 FIGS. 14 and 15 respectively illustrate a circuit for visually displaying a pseudo cross section of a cable sheath and a displayed curved waveform.
以下の詳細な説明に於いては、4個のd−c制
御電圧を生成するために4つの同等のチヤンネル
が利用されている。チヤンネルの各々に於ける同
等の要素は付加的な参照文字を付した同一の参照
番号によつて引用している。しかしながら、特定
の要素を引用しない場合には、参照番号のみを引
用する。 In the detailed description below, four equivalent channels are utilized to generate four dc control voltages. Equivalent elements in each of the channels are referred to by the same reference number with an additional reference letter. However, if a specific element is not cited, only the reference number is cited.
第14図を参照して説明すると、コンバータ
は、芯111及び外装112を有するケーブル1
10の一部の擬似厚さ及び偏心を可視表示するよ
うに機能する。コンバータは、円周上の4つの点
に於ける外装112の厚さに比例するd−c制御
電圧を生成するための、全体を115で示す回路
を備えている。更に、コンバータは、回路115
からのd−c電圧を乗算し加算するための直角位
相発振器116及び回路117を含み、直角位相
発振器116及びオシロスコープ118を駆動す
る出力電圧を生成する。コンバータの詳細な構造
は、その機能及び作用について詳述する以下の説
明から明らかになるであろう。 Referring to FIG. 14, the converter includes a cable 1 having a core 111 and a sheath 112.
Functions to visually display the pseudo thickness and eccentricity of a portion of 10. The converter includes a circuit, generally designated 115, for generating a dc control voltage proportional to the thickness of the sheath 112 at four points on the circumference. Furthermore, the converter is connected to circuit 115
includes a quadrature oscillator 116 and circuit 117 for multiplying and summing d-c voltages from the oscilloscope 116 to produce an output voltage that drives the quadrature oscillator 116 and the oscilloscope 118. The detailed structure of the converter will become apparent from the following description detailing its function and operation.
代表的な適用例において、ケーブル110は、
ケーブルの周囲に互いに90゜ずつ間隔を置いて配
置された4つの誘導型プローブ120の間を前進
せしめられる。誘導型プローブ120は、1.25M
Hzの公称周波数を有する周波数制御発振器121
の周波数決定部分の一部を形成している。プロー
ブ120に隣接したケーブル外装112の厚さ
は、プローブ内に変動する渦電流及び/又はリラ
クタンスを生ぜしめ、これが発振器121の各々
の周波数を別々に変化させる。発振器121の
各々の出力信号は弁別器122に送られ、この弁
別器はケーブル外装112の公称基準厚さを中心
として変動するd−c電圧を生ずる。かくして、
ケーブル外装112の厚さの変動が±20ミルであ
ると、これは弁別器122の出力に±5ボルトの
電圧として現われる。外装112の厚さの瞬時の
変動を消去するために、弁別器122からの変動
するd−c出力電圧は、2秒から80秒まで変化す
る選定可能なサンプル周期を有するサンプル及び
保持回路123に送られる。 In typical applications, cable 110 includes:
It is advanced between four inductive probes 120 spaced 90 degrees from each other around the cable. Inductive probe 120 is 1.25M
Frequency controlled oscillator 121 with a nominal frequency of Hz
It forms part of the frequency determining part of. The thickness of cable sheath 112 adjacent probe 120 creates varying eddy currents and/or reluctance within the probe, which causes the frequency of each of oscillators 121 to vary independently. The output signal of each oscillator 121 is sent to a discriminator 122 which produces a d-c voltage that varies about the nominal reference thickness of the cable sheath 112. Thus,
If the cable armor 112 has a thickness variation of ±20 mils, this will appear at the output of the discriminator 122 as a voltage of ±5 volts. To eliminate instantaneous variations in the thickness of the sheath 112, the varying d-c output voltage from the discriminator 122 is coupled to a sample and hold circuit 123 with a selectable sample period varying from 2 seconds to 80 seconds. Sent.
サンプル及び保持回路123からの変動するd
−c出力電圧は、ゲート125の入力部に供給さ
れる。ゲート125の各々は、90%の衝撃係数
(duty cycle)を有する60サイクルの方形波発振
器126によつて制御される。この発振器126
からの方形波信号は、ゲード126を開いてサン
プル及び保持回路123の出力信号を演算増幅器
127の反転入力部に送るのに使用される。演算
増幅器127の非反転入力部は、±10ボルトの公
称基準電圧源128に接続されている。また、演
算増幅器127はその単位ゲインを維持するため
に(番号の付いていない抵抗で示す)大きな負の
フイードバツクを用いている。この増幅器の反転
入力部に供給される入力信号は、−10ボルトと+
10ボルトの間で変化し得る。従つて、増幅器12
7の出力信号は0ボルトと+20ボルトの間で変化
し得る。これらの出力信号は、50%の衝撃係数を
有する4KHzの公称方形波発振器130の出力に
よつて制御されるゲート129の入力部に送られ
る。 The varying d from sample and hold circuit 123
The -c output voltage is provided to the input of gate 125. Each of the gates 125 is controlled by a 60 cycle square wave oscillator 126 with a 90% duty cycle. This oscillator 126
The square wave signal from is used to open gate 126 and send the output signal of sample and hold circuit 123 to the inverting input of operational amplifier 127. The non-inverting input of operational amplifier 127 is connected to a nominal reference voltage source 128 of ±10 volts. Operational amplifier 127 also uses large negative feedback (represented by unnumbered resistors) to maintain its unity gain. The input signals applied to the inverting input of this amplifier are −10 volts and +
Can vary between 10 volts. Therefore, amplifier 12
The output signal of 7 can vary between 0 and +20 volts. These output signals are fed to the input of gate 129, which is controlled by the output of a 4KHz nominal square wave oscillator 130 with a 50% duty cycle.
ゲート129の出力は、ツエナーダイオード1
31と、+10ボルトの公称電圧源134に接続さ
れた直列接続の抵抗器132及び133とによ
り、5ボルトの最小電圧にクランプされる。従つ
て、ゲート129が開いているとき、その出力
は、演算増幅器127の出力又はツエナーダイオ
ードの電圧のいずれか大きい方である。 The output of gate 129 is Zener diode 1
31 and series connected resistors 132 and 133 connected to a nominal voltage source 134 of +10 volts to clamp to a minimum voltage of 5 volts. Therefore, when gate 129 is open, its output is the greater of the output of operational amplifier 127 or the Zener diode voltage.
前記の直角位相発振器116は2KHzの正弦波
発振器140を具備し、その出力の一つは位相を
90゜移す移相回路141を介して送られる。更に、
発振器140のもう一つの出力と移相回路141
の出力は、それぞれダイオード142によつて半
波整流されて4つの半波信号電圧を生成する。ダ
イオード142Aと142Bからの2つの正方向
半波信号はそれぞれ乗算器143Aと143Bの
入力部に送られ、一方ダイオード142Cと14
2Dからの2つの負方向半波信号はそれぞれ乗算
器143Cと143Dの入力部に送られる。これ
らの半波信号は、乗算器143内でゲート129
からの変動するd−c出力信号と掛け合わされて
4つの半波出力信号(2つは正方向で他の2つは
負方向)を生成する。これらの出力信号は互いに
90゜ずれていて、ゲート129からの信号の大き
さに比例している。乗算器143Aと143Cか
らの半波信号は互いに180゜位相がずれていて逆極
性の関係にあるが、これらは加算増幅器144の
入力部に送られる。同様に、乗算器143Bと1
43Dからの半波信号は加算増幅器145の入力
部に送られる。加算増幅器144と145の出力
は、それぞれオシロスコープ118に必要なY駆
動信号とX駆動信号を与える。 Said quadrature oscillator 116 comprises a 2KHz sine wave oscillator 140, one of whose outputs
It is sent through a phase shift circuit 141 that shifts the signal by 90 degrees. Furthermore,
Another output of oscillator 140 and phase shift circuit 141
The outputs of are each half-wave rectified by a diode 142 to generate four half-wave signal voltages. The two positive half-wave signals from diodes 142A and 142B are sent to the inputs of multipliers 143A and 143B, respectively, while diodes 142C and 14
The two negative half-wave signals from 2D are sent to the inputs of multipliers 143C and 143D, respectively. These half-wave signals are passed through gate 129 within multiplier 143.
to produce four half-wave output signals (two positive going and the other two negative going). These output signals are
It is offset by 90 degrees and is proportional to the magnitude of the signal from gate 129. The half-wave signals from multipliers 143A and 143C, which are 180 degrees out of phase with each other and have opposite polarities, are sent to the input of summing amplifier 144. Similarly, multipliers 143B and 1
The half-wave signal from 43D is sent to the input of summing amplifier 145. The outputs of summing amplifiers 144 and 145 provide the necessary Y and X drive signals to oscilloscope 118, respectively.
次に、上述したコンバータの動作が更によく理
解されるように、オシロスコープ118上に表示
される代表的な波形を示む第15図を参照して説
明する。以下の(1)〜(4)は、これらの波形の各々を
示す。 In order that the operation of the converter described above may be better understood, reference will now be made to FIG. 15, which shows representative waveforms displayed on oscilloscope 118. (1) to (4) below show each of these waveforms.
(1) ケーブル外装の公称基準厚さ
(2) ケーブル外装の最小許容厚さ
(3) ケーブル外装の実際の厚さ
(4) ケーブル外装の最大許容厚さ
これらの各波形において、公称基準厚さ(1)は公
称電圧源128によつて決定され、最小許容厚さ
(2)はツエナーダイオード131間の電圧によつて
決定され、実際の厚さ(3)はサンプル及び保持回路
123によつて発生する電圧によつて決定され、
そして最大許容厚さ(4)はオシロスコープ影像面の
最大直径に対応するものである。(1) Nominal reference thickness of the cable armor (2) Minimum allowable cable armor thickness (3) Actual cable armor thickness (4) Maximum allowable cable armor thickness For each of these waveforms, the nominal reference thickness (1) is determined by the nominal voltage source 128 and the minimum allowable thickness
(2) is determined by the voltage across the Zener diode 131, the actual thickness (3) is determined by the voltage generated by the sample and hold circuit 123,
And the maximum allowable thickness (4) corresponds to the maximum diameter of the oscilloscope image plane.
波形Aは、実際の厚さ(3)が公称基準厚さ(1)より
大きいときの状態を示す。波形Bは、実際の厚さ
(3)が公称基準厚さ(1)より小さいときの状態を示
す。前述のように、方形波発振器130は、正弦
波発振器140の発振周波数の約4倍の周波数に
て自走する。しかし、スイツチ146を閉じるこ
とによつて方形波発振器130が発振器140の
4倍の周波数に同期せしめられたときは、波形A
及びBはそれぞれ波形C及びDとして現われる。
これらの波形は、実際の厚さの微小変動を示すた
めに臨界部分を拡張してケーブル外装112の擬
似断面を表わす。この擬似断面は、ケーブルの周
りに等間隔を置いて配置された4つのプローブ1
20によつて測定された値から得られるものであ
る。代表的な具体例においては、弧又は円の半径
がケーブル外装の公称基準厚さ±20ミルを表わす
ように種々の電圧源のゲインと大きさが調節され
る。従つて、ケーブル外装の厚さが公称値−20ミ
ルであるときは、円2と3が一致する。その反対
に、ケーブル外装の厚さが公称値+20ミルである
ときは、円3の周はオシロスコープの影像面の周
縁部4と一致する。同様に、ケーブル外装の実際
の厚さが所要の公称基準厚さに一致するときは、
円1と3が一致する。かくして、操作者は、オシ
ロスコープ118上の影像を一目見るだけで、ケ
ーブルの芯111に付加されている外装112が
所定の寸法以上かそれ以下であるか、及び外装が
偏心しているか否かを判断することができる。 Waveform A shows the situation when the actual thickness (3) is greater than the nominal reference thickness (1). Waveform B is the actual thickness
The state when (3) is smaller than the nominal standard thickness (1) is shown. As mentioned above, the square wave oscillator 130 free-runs at a frequency approximately four times the oscillation frequency of the sine wave oscillator 140. However, when square wave oscillator 130 is synchronized to four times the frequency of oscillator 140 by closing switch 146, waveform A
and B appear as waveforms C and D, respectively.
These waveforms represent a pseudo-cross section of the cable sheath 112 with critical portions expanded to show small variations in actual thickness. This pseudo-cross section consists of four probes 1 equally spaced around the cable.
20. In a typical embodiment, the gains and magnitudes of the various voltage sources are adjusted so that the radius of the arc or circle represents the nominal reference thickness of the cable sheath ±20 mils. Therefore, circles 2 and 3 coincide when the cable armor thickness is nominally -20 mils. Conversely, when the cable sheath thickness is nominal +20 mils, the circumference of circle 3 coincides with the periphery 4 of the oscilloscope's image plane. Similarly, when the actual thickness of the cable armor matches the required nominal reference thickness,
Circles 1 and 3 match. In this way, the operator can judge whether the sheath 112 attached to the cable core 111 is larger than or smaller than a predetermined size and whether the sheath is eccentric or not by just looking at the image on the oscilloscope 118. can do.
第15図に示す波形は、次のように発展せしめ
られる。ゲート129が閉じているときは、乗算
器143に加えられるゲート129の出力はツエ
ナーダイオード131間の+5ボルトに戻され
る。方形波発振器130は50%の衝撃係数を有す
るので、これは比較的強い軌跡2を形成する。ゲ
ート129が開いているときは、正弦波発振器1
40から得られた半波電圧は演算増幅器127か
ら得られた変動するd−c電圧と掛け合わされ
る。ゲート125が閉じてその出力が0になつて
いる10%の時間中、増幅器127の出力は、電圧
源128から得られ、従つて公称基準厚さ(1)を与
える+10ボルトである。しかし、ゲート125が
開いている残りの90%の時間中は、増幅器127
の出力電圧は回路123の出力電圧と電圧源12
8との電圧差になる。回路123の出力電圧は、
ケーブル外装112の厚さの範囲を表わす−10か
ら+10ボルトまでの範囲内で変化し得るので、増
幅器127の出力は0ボルトと+20ボルトの間を
変化し得る。しかし、ゲート129の出力はツエ
ナーダイオード131によつて+5ボルトの最小
電圧にクランプされているので、その出力はこの
最小電圧以下に低下することができない。これ
は、ケーブル外装112の−20ミルの許容値を表
わす。逆に、増幅器127の出力電圧が+15ボル
トであると、これは、オシロスコープの影像面の
最大直径4に相当し、ケーブル外装112の公称
基準厚さを+20ミル上まわつていることを示す。
方形波発振器126の90%の衝撃係数は、オシロ
スコープ上に表示される公称基準厚さ(1)の強度が
実際の厚さ(3)の強度よりはるかに小さくなるよう
に選定される。 The waveform shown in FIG. 15 is developed as follows. When gate 129 is closed, the output of gate 129, which is applied to multiplier 143, is returned to +5 volts across Zener diode 131. Since the square wave oscillator 130 has a duty factor of 50%, this forms a relatively strong trajectory 2. When gate 129 is open, sine wave oscillator 1
The half-wave voltage obtained from 40 is multiplied by the varying d-c voltage obtained from operational amplifier 127. During the 10% of the time that gate 125 is closed and its output is zero, the output of amplifier 127 is taken from voltage source 128 and is therefore +10 volts giving a nominal reference thickness (1). However, during the remaining 90% of the time that gate 125 is open, amplifier 127
The output voltage of is the output voltage of the circuit 123 and the voltage source 12
There will be a voltage difference between 8 and 8. The output voltage of the circuit 123 is
The output of amplifier 127 can vary between 0 and +20 volts as it can vary within a range of -10 to +10 volts representing the range of cable armor 112 thicknesses. However, since the output of gate 129 is clamped to a minimum voltage of +5 volts by Zener diode 131, the output cannot fall below this minimum voltage. This represents a -20 mil tolerance for cable armor 112. Conversely, if the output voltage of amplifier 127 is +15 volts, this corresponds to the maximum diameter of the oscilloscope's image plane, which is +20 mils above the nominal reference thickness of cable sheath 112.
The 90% impulse factor of the square wave oscillator 126 is chosen such that the intensity at the nominal reference thickness (1) displayed on the oscilloscope is much smaller than the intensity at the actual thickness (3).
この具体例では、直角位相発振器116を制御
するd−cサンプル及び保持電圧を形成するため
に4つの別個の回路115が用いられている。別
の具体例では、出力がサンプル及び保持回路12
3に同時に切り換えられる1個の弁別器を介して
1個の発振器にプローブ120を周期的に切り換
えることができる。更に別の具体例では、4つの
プローブ120を用いるのではなく、ただ1つの
プローブ120をケーブル110のまわりに回転
させることができる。また、ただ1つの弁別器の
出力は、プローブの回転と共に周期的にサンプル
及び保持回路123に切り換えられる。 In this example, four separate circuits 115 are used to form the dc sample and hold voltages that control the quadrature oscillator 116. In another embodiment, the output is the sample and hold circuit 12
The probe 120 can be switched periodically to one oscillator via one discriminator that is switched to three at the same time. In yet another embodiment, rather than using four probes 120, only one probe 120 can be rotated around cable 110. Also, the output of the single discriminator is periodically switched to the sample and hold circuit 123 as the probe rotates.
第1図は、測定ヘツドプローブの一具体例の側
面図。第2図は、第1図のプローブの接触表面の
平面図。第3図は、プローブの形状を得る方法を
図式的に示す図。第4図は、プローブの形状の拡
大図。第5図は、種々のパラメータを付した、形
状の拡大図。第6図は、一連の較正曲線を示す
図。第7図は、測定ヘツド及びそれに付随した支
持構造体の斜面図。第8図は、ヘツド、支持構造
体及び中空構造体の長手方向断面図。第9図は、
第8図の矢印Aの方向から見た測定ヘツドの底面
図。第10図は、第9図の線X−Xに於ける断面
図。第11図は、測定ヘツドの変形例の長手方向
断面図。第12図は、第1図乃至第4図に示す形
態のプローブを取入れた装置の一具体例の斜面
図。第13図は、作動ギヤを示す第12図の装置
の端面図。第14図は、ケーブル外装の厚さ及び
偏心を擬似断面で可視的に表示するためのコンバ
ータのブロツク回路図。第15図は、第14図に
示すコンバータから信号が供給されるオシロスコ
ープ上に表示される典型的な波形を示す図。
10……ステム部分、11……ヘツド部分、2
1及び54……ハウジング、53……中空構造
体、24……ケーブル、29……ダイヤフラム、
36……心棒、50……支持部材、52……検出
ヘツド。
FIG. 1 is a side view of a specific example of a measurement head probe. FIG. 2 is a plan view of the contact surface of the probe of FIG. 1; FIG. 3 is a diagram schematically showing a method for obtaining the shape of the probe. FIG. 4 is an enlarged view of the shape of the probe. FIG. 5 is an enlarged view of the shape with various parameters attached. FIG. 6 is a diagram showing a series of calibration curves. FIG. 7 is a perspective view of the measuring head and its associated support structure. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the head, support structure and hollow structure. Figure 9 shows
9 is a bottom view of the measuring head seen from the direction of arrow A in FIG. 8; FIG. FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG. 9. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a modification of the measuring head. FIG. 12 is a perspective view of a specific example of an apparatus incorporating the probe of the form shown in FIGS. 1 to 4. FIG. 13 is an end view of the device of FIG. 12 showing the actuation gear. FIG. 14 is a block circuit diagram of a converter for visually displaying the thickness and eccentricity of a cable sheath in a pseudo cross section. FIG. 15 is a diagram showing typical waveforms displayed on an oscilloscope supplied with signals from the converter shown in FIG. 14. 10...Stem part, 11...Head part, 2
1 and 54...housing, 53...hollow structure, 24...cable, 29...diaphragm,
36... Mandrel, 50... Support member, 52... Detection head.
Claims (1)
し、指示するための装置において、 該被覆に対向して位置する少なくとも1つの検
出ヘツドと、 該被覆に対向して該検出ヘツドを支持する支持
部材と、 検出器と該金属弧状表面間の距離を表示する信
号を発するように調整されかつ各検出ヘツドにあ
る検出器と、 該支持部材の表面は該金属弧状表面の軸線に平
行に見ると凸面弧状の側部を有するV字形状であ
つて、該弧状側部は各マンドレルに対し該検出器
から同じ大きさの基準信号を発するように初めに
マンドレルの軸線を該検出器面に対し垂直な共通
平面に横たわるようにして直径の異なる1連の円
筒状金属マンドレルを逐次位置づけることによつ
て形成され、各弧状側部は該各マンドレルの外周
に対して接線方向の曲線である、 金属弧状表面の被覆の厚さを基準信号と厚さの
変動によつて生じる検出器の信号とを比較して測
定する装置。 2 2つの支持部材の間に該検出ヘツドが位置付
けられている特許請求の範囲第1項記載の装置。 3 該検出ヘツドが支持部材の中に組み込まれて
いる特許請求の範囲第1項又は第2項記載の装
置。 4 該検出器が、発振回路の一部を形成する電気
的な誘導装置から構成されている特許請求の範囲
第1項記載の装置。 5 該誘導装置が検出器の軸方向の孔を有し、そ
の孔内に同調要素を有する特許請求の範囲第4項
記載の装置。 6 ケーブル又はその他の類似構造物の金属表面
上の非金属被覆の厚さと偏心度を測定し表示する
ために該ケーブルのまわりに間隔を置いて複数個
の検出ヘツドを配置した特許請求の範囲第1項記
載の装置。 7 該ケーブルの軸のまわりに配置された把持リ
ングと、該把持リング上に設置された複数個のブ
ラケツトと、該検出ヘツドの各々のためのブラケ
ツトと、該検出ヘツドを各ブラケツトに対して支
持する設置手段とを具備する特許請求の範囲第6
項記載の装置。 8 該検出ヘツドの各々の該設置手段が一端をブ
ラケツトに連結し、他端を主支持構造体の心棒に
連結した片持梁から成り、該心棒が該ケーブルの
軸に向かつて半径方向に延びている特許請求の範
囲第7項記載の装置。 9 各ブラケツト内に把持リングの半径方向に滑
動可能なラツクを含み、該ラツクに該片持梁が取
り付けられており、そして更に該ラツクを把持リ
ングの半径方向に滑動させて該検出ヘツドを該半
径方向に移動させる手段を含んでいる特許請求の
範囲第8項記載の装置。 10 該心棒と検出ヘツドを該心棒の軸方向に滑
動するスライダと該スライダの運動を制動する制
動手段の各々を取り囲む中空構造体を含んでいる
特許請求の範囲第8項記載の装置。 11 該検出ヘツドからの信号を表示する手段を
含んでいる特許請求の範囲第6項記載の装置。 12 該検出ヘツドからの出力に応答して、各検
出ヘツドにおける該被覆の一定の厚さに比例した
d−c電圧を発生する手段と、相互に90゜ずれた
4つの半波電圧を発生する直角位相発振器と、該
4つの半波電圧の各々にd−c電圧をかけて4つ
の半波制御電圧を生成する手段とオシロスコープ
のx入力部とy入力部を駆動するために、互いに
180゜ずれた該半波制御電圧を加えて2つの全波制
御電圧を生成する手段とを含む特許請求の範囲第
6項、第7項、第8項又は第9項記載の装置。 13 別々のd−c電圧の各々を該被覆の最小許
容厚さを表わす所定の第1基準レベルに周期的に
スイツチする第1手段を含んでいる特許請求の範
囲第12項記載の装置。 14 別々のd−c電圧の各々を該被覆の正常の
基準厚さを表わす所定の第2基準レベルに周期的
にスイツチする第2手段を含んでいる特許請求の
範囲第13項記載の装置。 15 該V字形状が Wa=√(++)2−√(+)2−2 で表わされ、ここでWaは該弧状表面の軸線に対
して垂直な方向における該弧状表面の変位、Wは
該非金属被覆の厚さ、Hは該V字形状の曲率半径
の中心の横座標、Rは該V字形状の曲率半径、そ
してFは該弧状表面の半径であるところの特許請
求の範囲第1項記載の装置。Claims: 1. A device for measuring and indicating the thickness of a non-metallic coating on a metallic arcuate surface, comprising: at least one detection head located opposite the coating; a support member supporting the detection head; a detector in each detection head adapted to emit a signal indicative of the distance between the detector and the metal arcuate surface; is V-shaped with convex arcuate sides when viewed parallel to the axis of the mandrel, the arcuate sides initially aligning the axis of the mandrel so that each mandrel receives a reference signal of the same magnitude from the detector. formed by sequentially positioning a series of cylindrical metal mandrels of different diameters lying in a common plane perpendicular to the detector plane, each arcuate side tangential to the outer circumference of each mandrel. A device for measuring the thickness of a coating on a metal arc-shaped surface by comparing a reference signal with a detector signal caused by variations in thickness. 2. The device of claim 1, wherein the detection head is positioned between two support members. 3. Device according to claim 1 or 2, in which the detection head is integrated into a support member. 4. The device of claim 1, wherein the detector comprises an electrical induction device forming part of an oscillating circuit. 5. The device of claim 4, wherein the guiding device has a hole in the direction of the axis of the detector and has a tuning element in the hole. 6. A plurality of sensing heads spaced around a cable or other similar structure for measuring and indicating the thickness and eccentricity of a non-metallic coating on a metal surface of the cable or other similar structure. The device according to item 1. 7 a gripping ring arranged around the axis of the cable, a plurality of brackets installed on the gripping ring, a bracket for each of the detection heads, and supporting the detection head with respect to each bracket; Claim 6 comprising an installation means for
Apparatus described in section. 8. The mounting means of each of the sensing heads comprises a cantilever beam connected at one end to a bracket and at the other end to an axle of the main support structure, the axle extending radially towards the axis of the cable. 7. The device according to claim 7. 9 includes a rack slidable in the radial direction of the gripping ring in each bracket, to which the cantilever is attached, and further for sliding the rack in the radial direction of the gripping ring to detect the detection head 9. Apparatus according to claim 8, including means for radially moving. 10. The apparatus of claim 8, further comprising a hollow structure surrounding each of the mandrel and the detection head, a slider for sliding in the axial direction of the mandrel, and a damping means for damping the movement of the slider. 11. The apparatus of claim 6 including means for displaying the signal from the detection head. 12 means for generating, in response to the output from the sensing head, a d-c voltage proportional to the constant thickness of the coating at each sensing head, and four half-wave voltages offset by 90° from each other; a quadrature oscillator, means for applying a d-c voltage to each of the four half-wave voltages to generate four half-wave control voltages, and a means for driving the x and y inputs of the oscilloscope;
and means for generating two full-wave control voltages by applying the half-wave control voltages offset by 180 degrees. 13. Apparatus according to claim 12, including first means for periodically switching each of the separate d-c voltages to a predetermined first reference level representative of the minimum allowable thickness of the coating. 14. The apparatus of claim 13 including second means for periodically switching each of the separate d-c voltages to a predetermined second reference level representative of the normal reference thickness of the coating. 15 The V-shape is expressed by Wa=√(++) 2 −√(+) 2 − 2 , where Wa is the displacement of the arcuate surface in the direction perpendicular to the axis of the arcuate surface, and W is the displacement of the arcuate surface in the direction perpendicular to the axis of the arcuate surface. Claim 1, wherein the thickness of the non-metallic coating, H is the abscissa of the center of the radius of curvature of the V-shape, R is the radius of curvature of the V-shape, and F is the radius of the arcuate surface. Apparatus described in section.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| CA251,557A CA1038038A (en) | 1976-04-30 | 1976-04-30 | Apparatus for measuring and indicating the thickness of non-metallic coatings |
| CA251,517A CA1044010A (en) | 1976-04-30 | 1976-04-30 | Mounting of a measuring head for positioning relative to a structure |
| CA251556 | 1976-04-30 | ||
| CA251,592A CA1037563A (en) | 1976-04-30 | 1976-04-30 | Wall thickness measuring head for non-metallic coatings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52141657A JPS52141657A (en) | 1977-11-26 |
| JPS638401B2 true JPS638401B2 (en) | 1988-02-23 |
Family
ID=27425911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5062277A Granted JPS52141657A (en) | 1976-04-30 | 1977-04-30 | Apparatus for supporting detecting head |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52141657A (en) |
| DE (1) | DE2719565C2 (en) |
| GB (1) | GB1568153A (en) |
| SE (1) | SE441036B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3221159A1 (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-08 | Sidco S.A., 1205 Genève | Eddy current tester for components |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3477134A (en) * | 1966-09-13 | 1969-11-11 | Goodrich Co B F | Hose testing apparatus |
| CH537002A (en) * | 1970-04-24 | 1973-05-15 | Zumbach Electronic Automatic | Method and device for measuring an insulating layer thickness |
| US3919628A (en) * | 1974-04-26 | 1975-11-11 | Republic Steel Corp | Method and apparatus for rotating a flaw detector about a test piece and guiding it relative to undulations and bends |
-
1977
- 1977-04-29 GB GB1814777A patent/GB1568153A/en not_active Expired
- 1977-04-30 JP JP5062277A patent/JPS52141657A/en active Granted
- 1977-05-02 DE DE19772719565 patent/DE2719565C2/en not_active Expired
- 1977-05-02 SE SE7705074A patent/SE441036B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52141657A (en) | 1977-11-26 |
| DE2719565A1 (en) | 1977-11-10 |
| SE7705074L (en) | 1977-10-31 |
| SE441036B (en) | 1985-09-02 |
| GB1568153A (en) | 1980-05-29 |
| DE2719565C2 (en) | 1987-02-12 |
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