Накладной электромагнитный преобразователь

 

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЯИН (5114 G 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21) 3677010/25-28

22) 21.12.83

Ж

QG ьФ а ) (>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30.01. 86. Бюл. ¹ 4 (71 ) Куйбьш евский электротехнический институт связи (72) И.10.Быховский, В.В.Рудь, Н.С.Егоров, В.Ф.Федоровский и 1О.С.Быховский (53) 620.179.142.5.6 { 088.8 ) (56) Дорофеев А.Л. и др. Индукционная толщинометрия. — M. Энергия, 1978, с.142-146.

Авторское свидетельство СССР

¹ 913043, кл. (i 01 В 7/06, 1982. (54),57) НАКЛАДНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ1Ь1Й

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий, содержащий плоские возбуждающую, две измерительные и две компенса„,Я0„„1208470 A ционные катушки прямоугольной формы, установленные парами вблизи рабочей и противолежащей ей сторон возбуждающей катушки так, что рабочие стороны всех катушек параллельны, размеры измерительных и компенсационных катушек одинаковы и выбраны из условия линейности распределения напряженности магнитного поля в каждой катушке, а рабочая сторона возбуждающей катушки расположена на рабочем торце преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на криволинейных поверхностях, все катушки размещены в одной плоскости, а возбуждающая катушка охваты, вает измерительные и компенсационные.

1208470

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины диэлектрических покрытий на линейнопротяженных изделиях сложного профиля в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на криволинейных поверхностях.

На чертеже схематично представлен накладной электромагнитный преобразователь.

Накладной электромагнитный преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий содержит плоскую возбуждающую катушку 1 прямоугольной формы с рабочей стороной 2, расположенной на рабочем торце преобразователя, лежащие в од. ной плоскости с возбуждающей катушкой l, установленные парами внутри возбуждающей катушки вблизи рабочей и противолежащей ей сторон две измерительные катушки 3 и 4 и две компенсационные катушки 5 и 6. Преобразователь устанавливается рабочим торцом на покрытие 7 контролируемого изделия 8. Позицией 9 обозначено зеркальное изображение возбуждающей катушки 1.

Возбуждающая катушка 1 расположена нормально к поверхности изделия 8 и вдоль нее. Первая измерительная катушка 3 расположена на расстоянии а. вторая измерительная катушка

4 — на расстоянии Р от рабочей стороны возбуждающей катушки 1. Первая измерительная катушка 3 включена последовательно и встречно с первой компенсационной катушкой 5, вторая измерительная катушка 4 включена последовательно и встречно с второй компенсационной катушкой 6.

Размеры измерительных катушек 3 и 4 выбраны иэ условия линейности распределения напряженности магнитного поля вихревых токов в ней. 12змерительные катушки 3 и 4 и компенса ционные катушки 5 и 6 расположены в плоскости возбуждающей катушки 1, внутри нее, Напряжение компенсационных катушек 5 и 6 устанавливается равным напряжению измерительных катушек 3 и 4 при отсутствии поля вихревых токов.

:35

Преобразователь работает следую-щим образом.

При настройке преобразователя в отсутствие объекта измерения суммарное напряжение, снимаемое с измерительных катушек 3 и 4 и соответствующих им компенсационных катушек 5 и 6, устанавливается равным нулю. При установке преобразователя на иэделия 8 катушка 1 возбуждает в электропроводящем изделии 8 вихревые токи, 11ожно считать, что вихревые токи возбуждаются в изделии 8 главным образом рабочей стороной 2 возбуждающей катушки 1, представляющей собой линейный пров-дник. Влиянием трех других сторон (линейных проводников) возбуждающей катушки 1 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной нижней стороне возбуждающей катушки 1, можно пренебречь, так как высота возбуждающей катушки >) 7 .

Для определения напряжений, наводимых вихревыми токами в первой и второй измерительных катушках 3 и 4, можно воспользоваться методом зеркальных изображений и заменить магнитное поле вихревьгх токов возбуждающей катушки 1 эквивалентным полем ее зеркального изображения 9 в проводяareA поверхности изделия 8. Зеркальное изображение 9 параллельно поверхности изделия 8 и расположено на расстоянии

R — - радиус кривизны поверхности линейнопротяженного изделия 8.

Если Z с 0,031К, то Z Z. с погрешностью меньше 0,1Х. Для малых толщин покрытий Z(0,031K поверхность изделия S можно с погрешностью, меньшей 0,1Х, считать плоской, т,е. считать отраженное поле как от выпуклых, так и от вогнутых проводящих поверхностей одинаковым, Например, при Z.= 0,1 мм это условие будет соблюдаться с погрешностью 0,17 для линейнопротяженных иэделий с радиусами кривизны поверхности больше(3 мм, Если выс сота измерительной катушки 0<-+ 7 +

+ 7 то с малой погрешностью можно

-1 считать, что напряженность магнитного поля вихревых токов в пределах размера, а изменяется не по гиперболическому закону, а по линейному.

1208470 ир da1

1Л

Составитель И.Кесоян

Редактор М.Дылын Техред А.Бойко Корректор А.Тяско

Зкказ 248/54 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

Тогда напряжение измерительных катушек 3 и 4 будет пропорционально напряженности магнитного поля в центре измерительных катушек.

Введем обозначение где Н вЂ” число витков измерительной катушки;

j4 — магнитная проницаемость материала изделия 8;

1 — ток зеркального изображения возбуждающей катушки, эквивалентный по внешнему полю вихревым токам; круговая частота измерительной катушки.

Напряжение, наводимое вихревыми токами в первую измерительную катушку 3, равно

V =

7. + 2„ФС

Напряжение, наводимое вихревыми токами во вторую измерительную катушку 4, равно

K к -у у +р

Откуда

1=, Ч, . . (1)

Лля упрощения выражения (1) ВВрР дем обозначение т = С . Значение и = 2-3.

10 Выражение (1) при этом примет вид

vrlVia - Ч, Ч, -Ч (2) при 7. (0,0318 и толщи15 на покрытия определяется с науч, -Ч

vi Ч, Эта формула для определения толщины покрытия на линейнопротяжен-.

20 нык изделиях сложного профиля тем точнее, чем лучше выполняются неравенства 2 «0,031Р,,5 >G