DE1473864C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der Achskrümmung eines langgestreckten, metallisch umkleideten Hohlraumes - Google Patents

Description

a' = L₂ · O₁ + (L₁ + L₂) a₄ + L₁ · cr₅ — L₂ · a₂ — (L₁ + L₂) O₃-L₁-(L₁ = gegenseitiger Abstand der ersten beiden Sondenpaare, L₂ = gegenseitiger Abstand der zweiten beiden Sondenpaare)

zu einer resultierenden Meßgröße α linear zusammengesetzt werden, unter Bewertung der einzelnen Richtströme (Richtspannungen) oder der abgeleiteten Meßgrößen nach den zugeordneten L-Faktoren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßgrößen a_x, σ₄ und a₅ entsprechenden Richtströme oder die hierzu über die Meßwertwandler (Wl... WS) abgeleiteten Meßströme gemäß der Beziehung für k nach L-Faktoren amplitudenbewertet und in an. sich bekannter Weise zu einem ersten Summeristrom (i\, //) addiert werden, daß die den Meßgrößen α;, a₃ und a₆ entsprechenden Richtströme (Meßströme) ■ ■ in analoger Weise bewertet sowie zu einem zweiten Summenstrom (I₂, i„) addiert werden und daß die Differenz der an gleichen Widerständen (26", 26^IV; 39, 40) gebildeten Spannungsabfälle beider Summenströme als resultierende elektrische Meßgröße für die Krümmung k gemessen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die L-Faktorbewertung durch unterschiedliche Bemessung der einzelnen Oberflächensonden (S₁ ... S₆) erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (2) kontinuierlich durch den Hohlraum (1) in Achsrichtung bewegbar ist und eine Anzeige oder Registrierung der resultierenden elektrischen Meßgröße vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Bewegungsverlauf des Meßwertgebers erfolgt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung eines langgestreckten, metallisch umkleideten Hohlraumes, insbesondere Hohlleiters, unter Verwendung eines in den Hohlraum einführbaren Meßwertgebers, bestehend aus einem sich gegen die Hohlraumwandung abstützenden Gleitkörper mit Oberflächensonden, der den Abstand der Hohlraumwandung von den Sonden abtastet und die Abtastwerte der einzelnen Sonden in individuell ableitbare und auswertbare elektrische Meßgrößen umbildet.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist der Gleitkörper auf einem stabformigen Träger längsverschiebbar angeordnet, dessen Längsachse mit der Achse des Hohlraumes zusammenfällt. Zur Durchführung der Krümmungsmessung wird der metallisch umkleidete Hohlraum um seine Achse gleichmäßig gedreht, was einen beträchtlichen konstruktiven Aufwand erfordert, während der Gleitkörper auf dem ortsfesten Träger drehsicher gelagert ist. Mit dieser Vorrichtung läßt sich jedoch eine auf einen Durchhang zurückgehende Achskrümmung nicht feststellen, da in diesem Fall der Sondenabstand von der Hohlraumwandung innerhalb eines Hohlraumquerschnitts in Abhängigkeit von der Drehung keine Änderungen erfährt und somit keine Exzentrizität angezeigt wird.

Zur Bestimmung der Achskrümmung eines langgestreckten, metallisch umkleideten Hohlraumes, ins-

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besondere elektrischen Hohlleiters, mit Kreisquer- wechselstromgespeisten Brücke gemessen, in die beide

schnitt ist es bekannt, einen zylindrischen Körper einbezogen sind.

in den Hohlraum einzuführen, der den Kreisquer- Es ist ferner eine Vorrichtung zum Ausmessen von schnitt fast vollständig ausfüllt, und diesen in Rieh- Querschnittsdeformationen metallisch umkleideter tung der Längsachse durch den Hohlraum zu ver- 5 Hohlräume vorgeschlagen worden, bei der ein in den schieben. Mittels eines an der Stirnseite des Zylinders Hohlraum einführbarer Meßwertgeber, bestehend aus angeordneten Spiegels wird hierbei die Winkel- einem sich gegen die Hohlraumwandung abstützenden abweichung eines in einer ersten Stellung des Zylinders Isolierstoffkörper mit wechselstromgespeisten Oberaxial auftreffenden Lichtstrahls gemessen, die dieser flächensonden, den Abstand der Hohlraumwandung in einer zweiten, verschobenen Stellung durch die io von den Sonden abtastet und die Abtastwerte in ausReflexion erfährt. Die Winkelabweichung, bezogen wertbare elektrische Meßgrößen umbildet. Dabei sind auf den Abstand der beiden Stellungen des Zylinders, die Oberflächensonden jeweils an eigene, in den entspricht hierbei der Achskrümmung des Hohlraumes. Isolierstoff körper selbst eingebaute Gleichrichter-Dieses bekannte Meßverfahren, das insbesondere bei schaltungen angeschaltet, die die an den Sonden elektrischen Hohlleitungen angewendet wird, hat 15 abfallenden Wechselspannungen gleichrichten, wähjedoch neben der Umständlichkeit des eigentlichen rend die Gleichstromanschlüsse der Gleichrichter-Meßvorganges auch den Nachteil, daß Durchmesser- schaltungen als Meßausgänge für die die elektrischen Schwankungen des Hohlraumes in Leitungslängsrich- Meßgrößen darstellenden Richtströme (-spannungen) tung in die Messung eingehen und erst durch eine zugängig gemacht sind. Diese Vorrichtung weist jedoch zweite Messung mit um 180° um die Längsachse 20 keine Anordnung der Sonden auf, die zur Bestimmung verdrehter Lage des Prüflings eliminiert werden der Achskrümmung eines langgestreckten, metallisch können. umkleideten Hohlraumes geeignet wäre.

Zur Bestimmung von lichten Weiten oder Innen- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

durchmessern metallisch umkleideter Hohlräume ist Vorrichtung der eingangs genannten Art wesentlich zu

andererseits eine Vorrichtung bekannt, bei der ein 25 vereinfachen und insbesondere die außerhalb des

dem Hohlraumquerschnitt angepaßter Isolierstoff- Hohlraumes befindlichen Teile der Meßschaltung

körper (Meßwertgeber) in wenigstens drei Punkten einfach und übersichtlich zu gestalten,

gegen die Innenseite der Hohlraumwandung angestützt Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

ist und an seiner Oberfläche ein oder mehrere Metall- mindestens drei Paare von Oberflächensonden vorge-

plättchen aufweist, welche zusammen mit der Hohl- 30 sehen sind, die in Richtung mindestens dreier paralle-

raumwandung über abgeschirmte Leitungen an eine ler, in Achsrichtung versetzter Innendurchmesser

Kapazitätsmeßeinrichtung angeschaltet sind. Die lichte (lichter Weiten) angeordnet sind, und daß die von

Weite, welche im wesentlichen senkrecht auf die Fläche den einzelnen Sonden abgeleiteten, in Form einer

eines Metallplättchen gemessen wird, ergibt sich Linearkombination zusammengesetzten elektrischen

hierbei aus den bekannten Abmessungen des Isolier- 35 Meßgrößen zur Bestimmung der Achskrümmung k

Stoffkörpers, vermehrt um eine Länge, welche der elek- dienen.

trisch gemessenen Kapazität zwischen dem Plättchen Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin- und der gegenüberliegenden Hohlraumwandung um- dung bestehen die Oberflächensonden aus wechselgekehrt proportional ist. stromgespeisten, kapazitiven Elektroden, die jeweils

Viele bekannte Vorrichtungen zum Ausmessen 40 an im Gleitkörper selbst angeordnete, mit der Hohlmetallisch umkleideter Hohlräume sind mit Meß- raumwandung einpolig verbundene Gleichrichterwertgebern ausgestattet, deren Oberflächensonden schaltungen angeschaltet sind, wobei gleichstromjeweils zwei einander gegenüberliegende, polschuh- mäßige Ableitungen für die als elektrische Meßgrößen artige Teile eines magnetischen Kreises aufweisen. dienenden Richtspannungen (Richtströme) aus dem Der zwischen beiden Teilen bestehende Luftspalt 45 Gleitkörper vorgesehen sind.

wird durch die Hohlraumwandung mehr oder weniger Nach eine bevorzugten Weiterbildung der Erfindung

überbrückt, so daß die Induktivität einer mit dem werden die Richtströme (Richtspannungen) oder von

magnetischen Kreis verketteten Spule in Abhängig- diesen über eigene Meßwertwandler, insbesondere

keit von dem Sondenabstand zur Hohlraumwandung Analog-Digital-Wandler, abgeleitete Meßgrößen

variiert wird. Die Induktivitätsänderung gegenüber 50 (Meßströme, Meßspannungen, digitale Zählimpulse)

einer Vergleichsinduktivität wird dabei mittels einer gemäß der Beziehung

a' = L₂ · O₁ + (L₁ + L₂) ai +L₁-O₅-L₂-a₂ — (L₁ + L₂) O₃-L₁- a_e (L₁ — gegenseitiger Abstand der ersten beiden Sondenpaare,
L₂ = gegenseitiger Abstand der zweiten beiden Sondenpaare)

zu einer resultierenden elektrischen Meßgröße a' Erfindung, nach der die aus dem Meßwertgeber ablinear zusammengesetzt, unter Bewertung der ein- geleiteten Meßgrößen, gegebenenfalls nach Umzelnen Richtströme (Richtspannungen) oder der ab- 60 formung in zugeordneten Meßwertwandlern, gemäß geleiteten Meßgrößen nach den zugeordneten L-Fak- der Beziehung für a' zu einer resultierenden elektritoren. sehen Meßgröße linear zusammengefaßt werden, die Die Erfindung ermöglicht es, metallisch umkleidete ein Maß für die Achskrümmung darstellt, ermöglicht Hohlräume in einfacher Weise auf Krümmungen es weiterhin, den Meßwertgeber kontinuierlich durch ihrer Längsachse hin zu untersuchen, wobei eine 65 den Hohlraum in Achsrichtung zu bewegen und eine relativ hohe Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit Anzeige oder Registrierung der Achskrümmung in erreicht wird, so daß auch kleinste Achsdeformationen Abhängigkeit von dem Bewegungsverlauf des Meßeinwandfrei erfaßt werden. Die Weiterbildung der wertgebers vorzunehmen.

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Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Innenleiter 8 einer Koaxialleitung 8, 9 sowie über

Beschreibung einiger bevorzugter, in der Zeichnung Vorschaltkapazitäten C_n, C_V2 · · · C_V6 sind sie mit

dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In einer Meßwechselstromquelle 10 verbunden, die ein-

der Zeichnung bedeutet polig über den Außenleiter 9 an die Hohlraumwandung

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Meßwert- 5 angeschaltet ist. In entsprechenden Ausnehmungen 11,

geber nach der Erfindung, der in einen Hohlraum mit 12 des Gleitkörpers 2 sind Gleichrichterschaltungen

Kreisquerschnitt eingeführt ist, sowie eine schematische angeordnet, die den Oberflächensonden S₁ ... S₉

Darstellung der Meßschaltung, jeweils individuell zugeordnet sind.

F i g. 2 eine Seitenansicht von F i g. 1 in Richtung Die der Oberflächensonde S₁ zugeordnete Gleich-

der Längsachse, io richterschaltung, bestehend aus dem Gleichrichter 13

F i g. 3 eine Längsschnittdarstellung durch einen und dem Sieb- und Entkopplungswiderstand 14, ist

Teil eines anderen Meßwertgebers nach der Erfindung, einerseits bei 15 an die Oberflächensonde S₁ und

F i g. 4 ein Ersatzschaltbild des Meßwertgebers nach andererseits bei 16 an den Außenleiter 9 bzw. an die

Fig. 1, Hohlraumwandung angeschaltet. Von dem Ende 17

F i g. 5 ein Ersatzschaltbild des Meßwertgebers 15 des Entkopplungswiderstandes verläuft eine vorzugs-

nach F i g. 3, weise geschirmte Leitung 18 zu einer außerhalb des

F i g. 6 das Schaltbild des Meßwertgebers nach Gleitkörpers 2 befindlichen Klemme Kl. Hier tritt

F i g. 1 einschließlich der Auswerteschaltung für die die (der) als elektrische Meßgröße Ci₁ bezeichnete, von

resultierende elektrische Meßgröße, der Gleichrichterschaltung gelieferte Richtspannung

F i g. 7 eine bevorzugte Weiterbildung der Aus- 20 (Richtstrom) auf, die (der) ein Maß für die Größe der

werteschaltung nach F i g. 6, zwischen der Sonde S₁ und der gegenüberliegenden

F i g. 8 eine Auswerteschaltung zur Umwandlung Hohlraumwandung gebildeten Kapazität C₈₁ und soder vom Meßwertgeber abgeleiteten Meßgrößen in mit ein Maß für den Abstand der Hohlraumwandung eine resultierende elektrische Größe in digitaler von der Sonde S₁ darstellt. Falls die Vorschaltkapa-Form. 25 zität C_V1 klein gegenüber C_n ist, erfolgt die Speisung

In der Darstellung nach F i g. 1 (Horizontalschnitt) von .S₁ mit einem eingeprägten Wechselstrom, woraus ist ein aus einem zylindrischen Gleitkörper 2 aus folgt, daß die an C_ei abfallende Spannung dem AbIsolierstoff bestehender Meßwertgeber in einen auf stand der Sonde S₁ von der Hohlraumwandung direkt Achskrümmungen seiner Längsachse 5 zu unter- proportional ist. Gleichzeitig wird durch Vorschaltung suchenden, metallisch umkleideten Hohlraum 1, ins- 30 von C_n die Messung von Frequenzschwankungen der besondere Hohlleiter, mit kreisförmigem Querschnitt Wechselstromquelle 10 unabhängig,
eingeführt. In der Stirnseitenansicht nach F i g. 2 Die der Klemme 17 entsprechenden Schaltungserkennt man am Gleitkörper 2 zwei von insgesamt punkte der übrigen, den Sonden S₂ ... S_e zugeordvier Gleitstützen, die eine seitliche Abstützung des neten Gleichrichterschaltungen sind mit 20, 21, 22 Gleitkörpers gegen die Hohlraumwandung bewirken. 35 und 23 und 24 bezeichnet und über gleichartige Lei-Wie aus F i g. 2 ferner ersichtlich ist, enthält der tungen mit den außenliegenden Klemmen Kl ... K6 Gleitkörper an seiner Unterseite mehrere in Achs- verbunden. An diesen können analog die elektrischen richtung hintereinander angeordnete Metallkugeln, Meßgrößen a₂ ... a₆ abgegriffen werden, welche jedie in zugeordneten Käfigen drehbar gelagert sind. weils ein Maß für die Abstände der Hohlraumwandung Die Metallkugeln rollen bei einer Längsbewegung des 40 von den Sonden S₂ ... S₉ darstellen.
Gleitkörpers 2 auf der Hohlleiterwandung und sollen Betrachtet man den Ausdruck O₁-Ci₂ als Maß für die verhindern, daß der Gleitkörper 2 sich hierbei um die Abweichung der Achse des Hohlraumes 1 von der Achse 5 verdreht. Gleitkörperlängsachse im Querschnitt des ersten

Drei Paare von Oberflächensonden S₁, S₂; S₃ S₄; Sondenpaares S₁, S₂ und die Ausdrücke a₃-a_i und a₅-a_s S₅, S₆ sind im Gleitkörper in Richtung dreier paralleler, 45 als die analogen Maße in den Querschnitten von S₃, S₄ in Achsrichtung versetzter Innendurchmesser des und S₅, S₆ und bezeichnet man weiter den Abstand Hohlraumes 1 angeordnet. In der Ausbildung des zwischen den Sondenpaaren S₁, S₂ und S₃, S₄ als L₁ Meßwertgebers nach F i g. 1 bestehen sie aus kapa- und den Abstand zwischen S₃, S₄ und S₅, S₆ als L₂, so zitiven Elektroden, welche gegenüber der Hohlraum- ergibt sich für die Krümmung k der Hohlraumlängswandung jeweils Kapazitäten bilden. Über den 50 achse die folgende Beziehung:

k = Il₂ · U₁ + (L₁ + L₂) a₄ + JL₁ · a₅ — L₂ · a₂ — (L₁ + L₂)O₃-L₁-

L₁L₂(L₁ +L₂) [

wobei der vor dem Klammerausdruck stehende Faktor werden, zu einem Mittelwert zusammenfassen und

als eine Gerätekonstante aufgefaßt werden kann, die diesen an Stelle von a_s bzw. <z₄ in obige Beziehung

lediglich von den Abmessungen des Meßwertgebers für k einsetzen. Weiterhin kann hierbei zweckmäßiger-

abhängig ist. Der Klammerausdruck kann als eine weise der Abstand zwischen dem ersten und zweiten

resultierende elektrische Meßgröße α' aufgefaßt wer- 60 Sondenpaar als L₁, der Abstand zwischen dem dritten

den, die ein Maß für die Krümmung k darstellt. und vierten Sondenpaar als L₂ definiert werden.

Es ist auch möglich, einen Meßwertgeber mit vier Wie dem Ersatzschaltbild nach F i g. 4 entnommen in Längsrichtung hintereinander angeordneten Son- werden kann, das sich auf den Meßwertgeber nach denpaaren zu verwenden, von denen die zwei mittleren F i g. 1 bezieht und in dem die einzelnen Schaltungsmöglichst dicht nebeneinander liegen. In diesem Fall 65 teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind wie kann man diejenigen elektrischen Meßgrößen, die in F i g. 1, sind in dem Gleitkörper 2 zweckmäßigerjeweils von zwei nebeneinanderliegenden Oberflächen- weise nur die Schaltelemente der Gleichrichterschalsonden der beiden mittleren Sondenpaare abgeleitet tungen untergebracht, soweit sie die Gleichrichter,

ζ. B. 13, selbst und die Sieb- und Entkopplungswiderstände, z. B. 14, betreffen, während die Siebkondensatoren, z. B. 25, außerhalb des Gleitkörpers angeordnet sind. Mit 26 ist ein Belastungswiderstand bezeichnet, an dem eine Spannung abgegriffen werden kann, die der über die Gleichrichterschaltung abgeleiteten elektrischen Meßgröße a_x proportional ist. An die Stelle des Belastungswiderstandes 26 kann selbstverständlich auch ein nach Werten von α geeichtes Meßinstrument treten.

In F i g. 3 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Meßwertgebers nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Hierbei sind die Oberflächensonden S₁ ... S₆ als wechselstromgespeiste Induktivitäten ausgebildet, deren offene Kerne 27 gegen die Hohlraumwandung 1 gerichtet sind. An die Stelle der Vorschaltkapazität in F i g. 1 tritt hier eine Vorschaltinduktivität 28 mit einem Schalenkern. Bei dieser Ausführungsform ist neben dem Gleichrichter 28 auch der Siebkondensator 30 im Gleitkörper 2 selbst angeordnet. Von dem Verbindungspunkt 31 zwischen Siebkondensator und Gleichrichter verläuft eine vorzugsweise geschirmte Leitung 32 zu einer außerhalb des Gleitkörpers angeordneten Klemme Kl, an der wieder entsprechend F i g. 1 eine Richtspannung C₁ abgreifbar ist, die ein Maß für die Induktivität der Oberflächensonde S₁ und damit für den Abstand der Sonde von der Hohlraumwandung 1 darstellt. In F i g. 3 ist nur der zu einer Oberflächensonde S₁ gehörige Teil des Gleitkörpers mit den unmittelbaren Anschlüssen dargestellt, für die übrigen Oberflächensonden (S₂ ... S₆) ist der entsprechend zu erweitern.

F i g. 5 zeigt das Ersatzschaltbild für den in F i g. 3 schematisch dargestellten Meßwertgeber mit den dort verwendeten Bezugszeichen für die einzelnen Schaltungsteile. Analog zu F i g. 4 ist auch hier ein Element der Gleichrichterschaltung, und zwar ein Sieb- und Entkopplungswiderstand 33, außerhalb des Gleitkörpers 2 angeordnet, wobei an einem Belastungswiderstand 34 eine Spannung abgegriffen wird, die den Abstand der Hohlraumwandung 1 von der Oberflächensonde S₁ proportional ist.

In F i g. 6 ist neben der Schaltung des Meßwertgebers nach F i g. 1 eine Auswerteschaltung dargestellt, die die an den Klemmen Kl ... K6 auftretenden elektrischen Meßgrößen Q₁ ... α_β zu einer resultierenden . elektrischen Meßgröße α' zusammensetzt, die ein Maß für die Krümmung k darstellt. Werden die Abstände L₁ und L₂ der einzelnen Sondenpaare voneinander gleich groß gewählt, so vereinfacht sich die Beziehung für a' zu

— · a' = a_x

— a₂ — 2 · a_s — a_e.

Zur Berücksichtigung der L-Faktoren genügt es hierbei, eine Amplitudenbewertung der Größen a₃ und a₄ mit dem Faktor 2 vorzunehmen. Eine in dieser Weise vereinfachte Linearkombination der Größen U₁ ... a_e wird in F i g. 6 dadurch erreicht, daß die Belastungswiderstände 26 jeweils in einen hochohmigen Teilwiderstand 26' bzw. 26'" und einen niederohmigen Teilwiderstand 26" bzw. 26^IV aufgeteilt sind, wobei jedoch 26" und 26^IV für mehrere Gleichrichterschaltungen jeweils gemeinsam sind. Wie aus der Schaltung unmittelbar ersichtlich ist, werden die an den Klemmen Kl, KA und KS bzw. Kl, K3 und K6 auftretenden Richtströme jeweils miteinander addiert, wobei die Richtströme an den Klemmen K2 und K4 durch geeignete Bemessung von zusätzlichen Längswiderständen 35 und 36 mit dem Faktor 2 amplitudenbewertet werden. Die über die gemeinsamen Widerstände 26" und 16^W fließenden Summenströme Z₁ und i₂ können nun in der Weise weiter ausgewertet werden, daß die Differenz ihrer Spannungsabfälle, welche a' entspricht, an zwei gleich großen Widerständen 26" und 26^IV mittels eines Instrumentes 37 gemessen wird.

In F i g. 7 ist eine bevorzugte Weiterbildung der an die Klemmen Kl ... K6 angeschlossenen Auswerteschaltung zur Bildung einer resultierenden elektrischen Meßgröße α' schematisch dargestellt. Hierbei werden die an diesen Klemmen auftretenden Richtspannungen dazu benutzt, um individuell zugeordnete Meßwertwandler Wl ... W6 auszusteuern, welche Meßströme Z₁₀ ... Z₆₀ abgeben, die den Richtspannungen proportional sind. Die Meßwertwandler Wl, WA, WA' und WS sind dabei an die Serienschaltung einer Spannungsquelle 38 und eines Widerstandes 39 vielfachgeschaltet, während die Wandler Wl, W3, W3' und W6 an die Serienschaltung der Spannungs-.quelle 38 und eines Widerstandes 40 vielfachgeschaltet sind. Auf diese Weise addieren sich die Meßströme Z₁₀, z₄₀, /₄₀' und Z₅₀ zu einem ersten Summenstrom Zi, während sich die Meßströme Z₂₀, Z₃₀, Z₃₀' und Z₆₀ zu einem zweiten Summenstrom Zu zusammensetzen. Die Differenz der Spannungsabfälle dieser beiden Summenströme an den gleich großen Widerständen 39 und 40 wird mittels eines Instrumentes 41 gemessen, das die resultierende elektrische Meßgröße α' anzeigt. In F i g. 7 wird die L-Faktorbewertung für die elekirischen Meßgrößen a₃ und a₄ in der Weise vorgenommen, daß zwei gleichartig aufgebaute Meßwertwandler W3 und W3' bzw. WA und WA' zugeordnet sind, wobei deren Ausgangsströme Z₃₀ und Z₃₀' bzw. Z₄₀ und Z₄₀' jeweils einem gemeinsamen Ausgangsstrom von der Größe 2 · Z₃₀ bzw. 2 · Z₄₀ entsprechen. Vorzugsweise werden die Meßwertwandler Wl ... W6 als Röhren- oder Transistorschaltungen ausgebildet, die ihre Anoden- bzw. Kollektorspannungen aus der Spannungsquelle 38 beziehen und die Widerstände 39 und 40 als Anoden- bzw. Kollektorwiderstände besitzen. Verwendet man eine Röhrenschaltung, so ist es durch eine Beschränkung der Aussteuerung auf einen bestimmten Kennlinienbereich möglich, bei der Messung auftretende Nichtlinearitäten, die unter anderem auf die Kapazitäten der Gleichrichterschaltungen und die Streukapazitäten der Sonden zurückgehen, in den Beziehungen zwischen den elektrischen Meßgrößen a_x ... a₆ und den Abständen der Hohlraumwandung 1 von den Oberflächensonden S₁ ... S₆ zu kompensieren.

Eine weitere Möglichkeit der Auswertung der an den Klemmen Kl ... K6 auftretenden elektrischen Meßgrößen Ct₁ ... α_β ist in F i g. 8 schematisch angedeutet. Hier sind Meßwertwandler V₁ bis V₆ vorgesehen, welche als Analog-Digital-Wandler in an sich bekannter Weise ausgebildet sind. Diese leiten von den eingangsseitig anliegenden Meßgrößen a_x ... a_s jeweils digitale Meßinformationen ab, z. B. Zählimpulsfolgen 42, welche von einem nachfolgenden Speicher 43 in an sich bekannter Weise abgefragt und in der Weise zusammengesetzt werden, daß die einzelnen Zählimpulse der Wandler V₁, F₄ und V₅ zusammengezählt und von der sich hieraus ergebenden

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Summe die Zählimpulse der Wandler V₂, V₃ und F₆ erreicht, daß der Blindwiderstand der kapazitiven wieder abgezogen werden. Eine Amplitudenbewertung Elektroden klein ist gegenüber dem Scheinwiderstand der Meßgrößen a₄ und a₃ erfolgt hierbei in einer be- der Gleichrichterschaltung, was eine Voraussetzung liebigen, aus der digitalen Zähltechnik bekannten für die Gültigkeit der für die resultierende elektrische Weise. Das Endergebnis im Speicher 23 kann ent- S Meßgröße a' abgeleiteten Beziehung ist.
weder digital angezeigt werden oder durch eine nach- Neben der bisher erwähnten runden Querschnittsgeschaltete Druckvorrichtung 44 ausgedruckt werden. form des auf Achskrümmung zu untersuchenden,

Neben der aus den F i g. 6 und 7 ersichtlichen metallisch umkleideten Hohlraumes 1 können der

Amplitudenbewertung der Rieht- bzw. Meßströme Messung selbstverständlich auch andere, insbesondere

ist es auch möglich, die Bewertung durch eine unter- io rechteckige Querschnittsformen zugrunde gelegt wer-

schiedliche Bemessung einzelner Oberflächensonden den.

bzw. Sondenpaare vorzunehmen. Bei einer Ausbildung Zur Durchführung einer kontinuierlichen Messung

des Meßwertgebers entsprechend F i g. 1 können bei- wird schließlich der Meßwertgeber kontinuierlich

spielsweise die kapazitiven Elektroden der Ober- durch den Hohlraum in Richtung der Längsachse be-

fiächensonden S₃ und S₄ halb so groß ausgebildet 15 wegt, beispielsweise an einer Zugleine, wobei eine

werden wie diejenigen der übrigen Sonden, wodurch Anzeige oder Registrierung der resultierenden elek-

sich für die Meßgrößen a₃ und a₄ ein Bewertungsfak- irischen Meßgröße a! vorzugsweise in Abhängigkeit

tor 2 ergibt. von dem Bewegungsverlauf des Meßwertgebers er-

Die Frequenz des von der Wechselstromquelle 10 folgt. Eine Anzeige kann hierbei durch die Instru-

gelieferten Meßwechselstromes liegt im Falle eines ao mente 37, 41 oder den Speicher 43 erfolgen, während

Meßwertgebers entsprechend F i g. 1 beispielsweise die Registrierung durch an sich bekannte Schreiber 45

im Frequenzbereich von 0,5 bis 1 MHz. Damit wird oder durch einen Meßwertdrucker 44 erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Achskrümmung eines langgestreckten, metallisch umkleideten Hohlraumes, insbesondere Hohlleiters, unter Verwendung eines in den Hohlraum einführbaren Meßwertgebers, bestehend aus einem sich gegen die Hohlraumwandung abstützenden Gleitkörper mit Oberflächensonden, der den Abstand der Hohlraumwandung von den Sonden abtastet und die Abtastwerte der einzelnen Sonden in individuell ableitbare und auswertbare elektrische Meßgrößen umbildet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Paare von Oberflächensonden (S₁, S₂; S₃, S₄; S₅, S₆) vorgesehen sind, die in Richtung mindestens dreier paralleler, in Achsrichtung versetzter Innendurchmesser (lichter Weiten) angeordnet sind, und daß die von den einzelnen Sonden abgeleiteten, in Form einer Linearkombination zusammengesetzten elektrischen Meßgrößen (a_lt a₂; a_z, a₄; a₅, a_s) zur Bestimmung der Achskrümmung k dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächensonden als wechselstromgespeiste, kapazitive Elektroden ausgebildet sind, die jeweils an im Gleitkörper (2) selbst angeordnete, mit der Hohlraumwandung (1) einpolig verbundene Gleichrichterschaltungen (13, 14) angeschaltet sind, und daß gleichstrommäßige Ableitungen (18) für die als elektrische Meßgrößen (a) dienenden Richtspannungen (Richtströme) aus dem Gleitkörper vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächensonden als wechselstromgespeiste Induktivitäten mit offenen, vorzugsweise gegen die Hohlraumwandung (1) gerichteten Kernen (27) ausgebildet sind, die jeweils an im Gleitkörper selbst angeordnete Gleichrichterschaltungen (29, 30) angeschaltet sind, und daß gleichstrommäßige Ableitungen (32) für die als elektrische Meßgrößen (a) dienende Richtspannungen (Richtströme) aus dem Gleitkörper vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächensonden an eine Wechselstromquelle (10) über Vorschaltimpedanzen (C_n, 28) angeschaltet sind, die groß gegenüber den Impedanzen der Oberflächensonden (S₁ ... S₆) sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtströme

.•(Richtspannungen) oder von diesen über eigene Meßwertwandler (Wl ... WS), insbesondere Analog-Digital-Wandler, abgeleitete Meßgrößen (Meßströme, Meßspannungen, digitale Zählimpulse) gemäß der Beziehung