нутромер

Формула изобретения

Нутромер, преимущественно для измерения отложений на внутренней поверхности теплообменной трубы в затесненном и труднодоступном месте контроля, содержащий корпус в виде трубы с отметками глубины погружения, на котором установлен с возможностью перемещения вдоль трубы центрирующий конус с элементом крепежа, заглушку с распаянными проводниками и измерительный зонд, состоящий из трубы большего диаметра, один конец которого соединен с корпусом с помощью переходной втулки с хвостовиком, расположенным в полости измерительного зонда, а другой ограничен сферическим донышком, отличающийся тем, что хвостовик снабжен двумя эквидистантно расположенными упругими пластинами вдоль оси измерительного зонда таким образом, что укрепленные на концах пластин плоские сегменты имеют возможность выхода через продольные окна последнего, причем на поверхностях упругих пластин расположены тензорезисторы, соединенные посредством проводников через заглушку с прибором, преобразующим сигналы изменения сопротивления последнего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве контрольно-измерительного прибора при измерении линейных величин неровностей (отложений) профиля поверхности внутренней полости теплообменной трубы малого диаметра высокотеплонапряженного малогабаритного теплообменника ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности объекта, содержащее последовательно расположенные источник света, светоделительный элемент, фотоприемник и регистрирующую систему, причем оно снабжено световодом, установленным между источником света и светоделительным элементом, задающим генератором, введенным в регистрирующую систему и прокалиброванным по классам шероховатости. [1].

Недостатком этого технического решения является отсутствие у устройства функции выборки (отбраковки) величин измерения шероховатости поверхности объекта с заданным классом шероховатости.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности объекта, содержащее последовательно расположенные источник света, световод, светоделительный элемент, фотоприемник и регистрирующую систему, включающую усилитель и прокалиброванный по классам шероховатости блок сравнения, причем оно снабжено вторым фотоприемником, последовательно соединенным с дискриминатором, выходы дискриминатора и первого фотоприемника соединены с входами блока сравнения регистрирующей системы, и исполнительным механизмом, соединенным с выходом блока сравнения. [2].

Недостатком указанного технического решения является то, что конструкция измерительного зонда имеет "жесткие" объемные размеры и, как следствие, при малом зазоре между измеряемыми поверхностями высока вероятность его защемления, при большом зазоре он будет иметь перемещения в радиальной координате, при этом регистратор будет выдавать "бегущую" величину измерения. Перемещение измерительного зонда вдоль измерямой поверхности осуществляется за счет световода, что существенно снижает эксплуатационную надежность устройства в целом, характеризующееся тем, что при его поломке извлечение измерительного зонда из трубчатого объекта определенной длины и малого диаметра вызывает большие трудности. Кроме того, непонятно и далеко неочевидно, как и с помощью чего сигнал от фотоприемника достигает до усилителя, ибо погрешность измерения из-за изменяющегося зазора между измерительным зондом и поверхностью, а также погрешность между фотоприемником и усилителем приведет к тому, что объективность измерения будет сведена на нет. Все измерительные зонды погружного вида предусматривают обратный возврат сигнала измеренной величины, чего не предусмотрено у предлагаемого устройства. Перечисленные недостатки существенно суживают область применения данного устройства.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение расширения диапазона измеряемых диаметров одним прибором, жесткой фиксации величины измерения и увеличения ресурса эксплуатационной надежности работы прибора.

Указанный технический результат достигается тем, что хвостовик снабжен двумя эквидистантно расположенными упругими пластинами вдоль оси измерительного зонда таким образом, что укрепленные на концах пластин плоские сегменты имеют возможность выхода через продольные окна последнего, причем на поверхностях упругих пластин расположены тензорезисторы, соединенные посредством проводников через заглушку с прибором, преобразующим сигналы изменения сопротивления последнего.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве контрольно-измерительного прибора при измерении линейных величин неровностей (отложений) профиля поверхности внутренней полости теплообменной трубы малого диаметра высокотеплонапряженного малогабаритного теплообменника ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - представлена конструкция нутромера;

на фиг.2 - продольный разрез измерительного зонда нутромера;

на фиг.3 - схема подключения тензодатчиков к регистрирующей аппаратуре.

Нутромер содержит корпус 0 в виде трубы с отметками 1 глубины погружения в теплобменную трубу (не показана), на котором установлен, с возможностью перемещения вдоль корпуса 0, центрирующий конус 2 с элементом крепежа 3, причем для исключения выпадения конуса 2 за пределы корпуса 0 предусмотрен фиксатор 4, измерительный зонд 5 с эквидистантно выступающими через окна последнего плоскими сегментами 6, имеющий сферическое донышко 7. Измерительный зонд 5 крепится к корпусу 0 с помощью втулки 8 с хвостовиками 9 и 10, на боковых эквидистантно расположенных площадках хвостовика 10 установлены упругие пластины 11 и 12, закрепляемые между собой с помощью крепежа 13, на каждой из которых расположены: тензодатчики 14 и 15 с проводниками 16 и 17, тензодатчики 18 и 19 с проводниками 20 и 21, причем проводники 16 и 21 укладываются (другие два проводника 16 и 20 не показаны) в пазы и через отверстия втулки 8 трассируются внутри корпуса 0 с выходом к заглушке, совмещенной с фиксатором 4, где осуществляется распайка проводников, откуда по соответствующей схеме подключения соединяются к тензометрической аппаратуре 22 и 23.

Нутромер работает следующим образом. При измерении отложений на определенной глубине теплообменной трубы центрирующий конус 2 фиксируется крепежным 3 элементом на корпусе 0, после чего нутромер вставляется в теплообменную трубу и перемещается до отметки измерения, при этом диаметр трубы фиксируется в "распорку" плоскими сегментами 6. Тензодатчики подключены по полумостовой схеме, особенность которой заключается в том, что в одно плечо измерительного полумоста включается тензодатчик первой пластины, работающей на растяжение, а в другое плечо - тензодатчик второй пластины, работающей на сжатие. Такое включение позволяет сохранять балансировку схемы (сохранение относительного нуля) при осевом смещении измерительного зонда относительно стенок трубы, так как приращение сопротивления одного датчика компенсируется уменьшением другого, при этом показание аппаратуры 23 соответствует величине проходного отверстия в поперечном сечении трубы, то есть можно судить о величине отложений. Перед проведением измерений нутромер подвергается тарировке с помощью микрометра или эталонного образца трубы, строится график зависимости показаний нутромера в относительных единицах от величины деформации упругих пластин с определенным шагом.

Применение конструкции нутромера предлагаемого вида для измерения профиля неровностей внутренней поверхности теплообменной трубы позволяет оперативно определять наличие отложений на внутренней поверхности теплообменной трубы и получить достаточно объективную картину ее состояния.

Источники информации

1. Дворак Е.И. и др. Устройство для контроля шероховатости поверхности объекта. SU A.c. № 706695. G01В 11/30. Приоритет - 12.06.78. Опубл. бюллетень изобретений N48. 30.12.1979 - аналог.

2. Дворак Е.И. и др. Устройство для контроля шероховатости поверхности объекта. SU A.c. № 890070. G01В 11/30. Приоритет - 12.03.79. Опубл. бюллетень изобретений № 46. 15.12.1981 - прототип.