Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий

 

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий позволяет выполнять измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на магнитных и не-; магнитных металлических основах с повышенной точностью. Вносимое напряжение вихретокового преобразователя 2, возбуждаемого генератором 1, через усилитель 3 поступает по двум каналам на входы первого сумматора 6. В первом канале, состоящем из амплитудного детектора 4 и логарифмического усилителя 5, формируется сигнал, пропорциональный амплитуде вносимого напряжения. Во втором канале, состоящем из фазовращателя 9, i (Л

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 (01 В 7/06

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3809090/25-28 (22) 02, 1 1 . 84 (46) 23.02.86. Бюл. М 7 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.О,Арбузов, С.О.Арбузов, А.С.Бакунов и В.А.Коровяков (53) 620.179.142(088.8) (56) Вяхорев В.Г., Денискин В.П., Трахтенберг Л.И. Приборы для измерения толщины диэлектрических покрытий. — В кн.: Электромагнитные методы неразрушающего контроля. Минск, Наука и техника, 1971, с. 218-221.

Авторское свидетельство СССР

У 1153233, кл. С 01 N 27/90, 1983. (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ТОЛЩИНОМЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий позволяет выполнять измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на магнитных и немагнитных металлических основах с повышенной точностью. Вносимое напряжение вихретокового преобразователя

2, возбуждаемого генератором 1, через усилитель 3 поступает по двум каналам на входы первого сумматора 6. В первом канале, состоящем из амплитудного детектора 4 и логарифмического усилителя 5, формируется сигнал, пропорциональный амплитуде вносимого напряжения. Во втором канале, состоящем из фаэовращателя 9, !

2! 1345 ция преп ния пр!еа

ДУ(ПЩИй EI HEI: „!ю

-i 3 !i о ь,.! т (Е) 1-:, ?

11 ! (!! (3 9

Гн 1

Ап !0 м на вход OTOp010 IIopBBT< я сигнал с генератора 1., и фазового детектора 10, формируется сигнал, прагарциональньтй фазе вносимого напряжения.

Выходной .сигнал сумматора 6 подается е!а вход в-орого сумматора !2 вместе с постоянным напряжением <= источника !1 опорного напряжения и

HB вход перемножителя„ Вторым входным сигналом перемножителя является выходной сигнал сумматора 12. Напряжение на выходе перемножителя 7 отображается на индикаторе 8. В приборе в аналоговой форме реализуется функ

ИЗОбре сепие ОтнОсится к KGEETpOIIb но-измерительной технике и может быть использовано для измерения толт(иетьт диэл!. к ттт тгте LK их ПОК рыл(!Й на I |яг нитных и немягпитттых метя;.тли(ческих эсееав ах.

Детть изобретения "" паттьее ение тач"

-IOCTH H3IaePB«Ий. 1a чертелсе ттредставлена блок -схема зихретокового талщиномера диэлектри= ческих покрытий.

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий содержит пас,педо- вательно соединенные генератор 1 синусоидальнага тока, накладной иетхре-токовый преп бразоват 3JIB 2 „ тель 3,, амплигудееьпт детектор 4, лога"рифмический усилитель, первый сумматор 6, перемножеттел 7, инцикатор 8, паследаьательно соединенные фазовращатель 9, вход которого соединен с выходам ".å.íåðàòîðà т, и фа30вый дете Тор 10 о управляемь(м ко. эффициентам передачи., втоттай вход которого подключен к выходу усили-.

::еля 3, а выход — к второму входу сумматОра 6 пОследОвятельна сОе"

g(HHPHHI IP тте т ачНит, ° I 0 та РИС?Га EEBIIPF,-женил и вто1?Ое! сует(татар 12, второй

ВХОД KOTOPOX 0 СОЕДИНЕЕт С ВЬП1ОПОМ сумматора 6, а етьтход — с EITO ым вхо=

ДОМ пе1темнОжителя 7 с т р О и с т в О р а 6 о т Я е т с тт е!(утс(((ег! 1 с 6 р Я 3 Ом,.

Дгтя накладного «ихретоковп "0 пре—

/ 1 с 6рВ 30I3 ателя ВТ!! ) o ol(H IIclK033hEJJIII бракования вт.ехаднога напряжебра3013BTåJIEI 2, К,т, тт Р (! + К (7), 1?и А -+ К, сазМ; величина нормированного зазора, пропорциональная талщии:т диэлектрического покрытия; амттлитуда вносимого напряжеI3HH, — фаза вносимого напряжения т(с и K2 — постоянные коэффициенты. 1ил. радиусами К измерительной и возбуждающей обмоток, са последних, близкой к нитевидной, расположенного над ферромагнитным полупрастранствам на расстоянии h, вноима-; ЭДС выражается следующим образом:

"Ъ

2 -х!т

П = qn . (х) е су()3,х)А х с (1) нормированная вносимая

Э,тIC; — постоянная (одначастотньтй режим работы ВТП ; — функция Бесселя первого рода первого порядка нормираваннь!й зазор .д — круговая частота;

u — электрическая проводи-,) эта с те> .

ID

В общем случае магнитная проницаеi.IooTI, может носHть комплексный харакР 4, !(т g ) ° ° у IHTb!I3BEI эТО

::алучаем рет!!еттт-;е (, 1, относительно

1 ,! х

O учетом обобщенной теоремы о ! рет(нет!

Uâ ûх = ЕФ()1,х,) J 3 (х) е" А х, (2) о где х — некоторая средняя точка

6 (х,я (О,c ), Введем обозначение

Ф = ?, (х) е " dx, о

Если предположить, что >> 1 и (>т 1, что, как правило, имеет место на практике, то из (2) р — сова+ j sin@

p+ cosg+ j sing (3) х Я где р = ро ар = csin g — а соя + b sing (4) Рр — Ьр = )Pcosg+ b cosg +

+ Ь sing. (5)

Совместное решение (4) и (5) относительно F дает

Р = — — А (ctg p cos a +

+ ctg y costa, + 1 ), (6) где А — амплитуда вносимого напряжения; сб — угол фазы вносимого напряжения.

Анализ зависимости h „= h „(9 ) показывает, что она носит логарифмический характер. Поэтому ее удобно апппроксимировать конечным логарифмическим рядом вида

Ь = ".. D fn 9

1=i где В; — постоянные коэффициенты.

Если принять h=2, то (7) h = К, fn 9 (1 К, gnat ) с погрешностью не более ЗЖ. (8) Умножая обе части (3) на выражение р + cos p + j sin g и собирая отдельно действительные и мнимые члены, можно получить следующую систему уравнений;

В свою очередь из (6

А ьп Р = fn --„- + arcsh ctgy>cos ы (9) 1213345

Анализ функции f (ctgg соя а,)

5 агся1.. (ctg q cos a ) показывает, что в известных пределах изменения

ctg ) cos ь справедливо приближение

arcsh ctg j) cos a =К ctg соя с(, (1О) 10 где К вЂ” постоянный коэффициент.

С учетом- (10) из (8.) и (9) А

Ь = К (fll — - +К et@ (у сояю ) ( э

15 ..А (1 — К (fn ----„— + К ctg Q cosa . )) (1 1) Формула изобретения

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий, содержащий последовательно соединенные генератор синусоидального тока, накладной вихретоковый преобразователь, усилитель, амплитудный детектор и логарифмический усилитель, а также последовательно соединенные источник опорного напряжения, сумматор, перемножитель и индикатор, причем второй вход перемножителя подключен к второму входу сумматора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен последовательно соединеннычто положено в основу работы предлагаемого толщиномера.

Генератор 1 запитывает ВТП 2, затем сигнал с измерительной обмотки ВТП 2 подается на вход усилителя 3 и усиленный поступает на вход амплитудного детектора 4 и на второй вход фазового детектора 10, на первый вход которого через фазовращатель 9 подается напряжение с выхода генератора 1. Выходной сигнал амплитудного детектора 4, пролога30 рифмированный усилителем 5 с логарифмической функцией передачи, и выходной сигнал фазового детектора

10 подаются на входы сумматора 6.

Выходной сигнал сумматора 6 и поЗ5 стоянное напряжение источника 11 опорного напряжения суммируются сумматором 12. Выходные сигналы сумматоров 6 и 12 перемножаются перемно-жите..ем 7, а его выходной сигнал

40 подается на индикатор 8.!

?1334?

Со с тав и тель В . Крапив ин

Техред Л. Бабинец

Редактор В.Петраш

Корректор М.Демчик

Заказ 774/51 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,„ д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Yæãîðoä, ул.Проектная,4, ми фазовращателем, вход которого подключен к выходу генератора, фазовым детектором с управляемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу усилителя р и Вторым сумматором, ВТОроп вход которого подключен к выходу логарифмического усилителя, а вы5 ход- к второму входу перемножителя.