Устройство для измерения геометрических и электрофизических параметров неферромагнитных проводящих изделий

 

Изобретение может быть использовано , например, при контроле ме-i ; таллических изделий методом вихревы. токов для определения марки по величине удельного электрического сопротивления материалов. Цель изоб ретения - повышение точности измерений. Измерительные катушки 3 и 4 расположен) внутри возбуждающей каСЛ 1C ьо О5 сд II

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦРАЛИСТИЧВСНИХ

РЕСПУБЛИН 5Ц4 G 01 R 27 00

Фиг, 1 (21) 3684193/24-21 (22) 30.12.83 (46) 30.03.86. Бюл. N 12, (71) Куйбьппевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) В.H.Áóðîâ, А,Б.Евсигнеев, Г.Ф.Меледин и А.P.Øèmêèí (53) 621.317.332 (088.8) (56) Клюева В.В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. М.: Машиностроение, т. 2, 1978, с. 144.

„„Я0„„1221615 A (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ НЕФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение может быть использовано, например, при контроле металлических изделий методом вихревьп. токов для определения марки по величине удельного электрического м сопротивления материалов. Цель изобретения — повьппение точности измерений. Измерительные катушки 3 и 4 расположены внутри возбуждающей ка122) 615 параметра и отсчитывается от плоскости, в которой уравнялись напряжения измерительных катушек 3 и 4 и с помощью усилителя 8 переменного тока перед измерениями. На чертеже: генератор 6 синусоидального тока,, усилитель 7 переменного тока, блок l) сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряжений. 2 ил.

Изобретение относится к контроль.но-измерительной технике и может быть использовано при контроле метаплических изделий методом вихревых токов, например разбраковке мате- 5 риалов по маркам по величине удельного электрического сопротивления материалов, при измерении толщины материапа в условиях непостоянства толщины диэлектрического покрытия.

Цель изобретения — повышение точности измерений эа счет замены блоков измерения параметров электрических сигналов механическим устройством измерения перемещения измери-: тельной катушки вихретокового преобразователя.

На фиг.l представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2график функции преобразования устройства при измерении удельной электрической проводимости образца.

Устройство содержит накладной трансформаторный вихретоковый преобразователь ), включающий в себя возбуждающую катушку 2, измерительные катушки 3 и 4, микрометрический индикаторный блок 5, генератор 6 синусоидального тока, усилители 7 и 8 переменного напряжения, амплитудные детекторы 9 и 10, блок 11 сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряженийe

Измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной вдоль 35 .оси и соединена с подвижным штоком микрометрического индикаторного блока 5, корпус которого жестко связан с корпусом вихретокового преобразователя 1. В последнем расположены 40.

25 тушки 2. Установив вихретоковый преобразователь, 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока,микрометрического индикаторного блока 5. Измерительная катушка 4 перемещается вниз до тех пор, пока напряжения на выходах амплитудных детекторов 9 и 10 не будут равны. Величина перемещения пропорциональна, величине измеряемого

2 возбуждающая катушка 2 и измерительная катушка 3 большего диаметра, которая через последовательно соединенные усилитель 7 и детектор 9 подключена к первому входу блока ll сравнения, к второму входу которого. через последовательно соединенные усилитель 8 и детектор 10 подключен выход измерительной катушки 4 меньшего диаметра, к выходу которого подключен индикатор 12.

Устройство работает следующим обрезом.

Перед измерениями путем нажатия на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 измерительная катушка 4 устанавливается в одной плоскости с ос-. тальными катушками вихретокового преобразователя I. Изменяя усиление усилителя 8 переменного напряжения, подключенного к измерительной катушке

4, добиваются равенства напряжений, снимаемых с амплитудных детекторов

9 и 10. При этом на выходе индикатора 12 нулевое напряжение (стрелочный индикатор покажет ноль, а при использовании светового индикатора загорится соответствующего цвета лампочка). Устройство готово к работе.

При установке вихретокового преобразователя 1 на контролируемое изделие напряжение на измерительных катушках 3 и 4 изменяется на различные величины, причем относительные изменения напряжения на измери-. тельной катушке 4 меньшего диаметра оказываются больше, чем на измерительной катушке 3 большего диаметра, если катушки расположены в одной

1.221 плоскости. В свободном состоянии катушка 4 sa счет действия пружины находится выше чем возбуждающая катушка 2. Поэтому, установив.преобразователь 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 и тем самым перемещают вниз измерительную катушку 4 до тех пор, пока напряжение на выходах амплитуд- 10 ных детекторов 9.и 10 не будут рав. ны.. Величина перемещения оказывается пропорциональной величине измеряемого параметра и отсчитывается от плоскости, в которой уравнивались f5 напряжения измерительных катушек

3 и 4 с помощью усилителя 8 перед измерениями.

При измерении удельной электрической проводимости изделия зависи- 20 мость между обобщенным параметром перемещения катушки V= cj29, где R - радиус возбуждающей катушки

2, С вЂ” величина перемещения измерительной катушки, и обобщенным пара- 25 метром элект офиэических параметров изделия =,др 8, где 3 = круго,вая частота питающего тока, -тГ =Ай 1о -. - 8 — удельная электричесм кая проводймость изделия для вихретокового преобразователя с параметрами 7 = r,/R 0,5 и р =r (g 0,25, где Г. - радиус измерительной катушки 3 и г — радиус измерительной ка-, тушки 4, в диапазоне изменения обоб- 35 щенного параметра зазора о(= 2.Ь1р, =

= 0,1-0,5, где h - толщина диэлектриЧеского покрытия изделия, имеет вид, показанный на фиг.2. Такой предварительно построенный при ка- 40 либровке,устройства график может быть перенесен на шкалу микрометрического индикаторного блока 5. Тогда величина измеряемого параметра может сразу сниматься со шкалы ин- 45 дикаторного блока 5. График (фиг.2). является частной реализацией функции преобразования устройства для

615 4 указанных значений обобщенных параметров. Из-за близкого сходства годографов выходных напряжений вихретокового преобразонателя и толщины и удельной электрической проводимости неферромагнитных проводящих изделий следует, что подобный график {фиг.2) может быть построен для функции преобразования устройства, используемого в качестве толщиномера. Наиболее точный график (фиг.2) получается в процессе калибровки на реальных изделиях.

Формула изо бре т ения

Устройство для измерения геометрических и электрофиэическнх параметров неферромагнитных проводящих asделий, содержащее генератор синусоидального тока, подключенный -к возбуждающей катушке. накладного трансформаторного вихретокового преобразователя, содержащего соосно и в одной плоскости расположенные возбуждающую катушку и две измерительные катушки разного диаметра, два усилителя переменного напряжения, подключенных к выходам измерительных катушек, два амплитудных детектора, подключенных соответственно к выходам усилителей переменного напряжения, и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью поьыше- ния точности измерений, измерительные катушки вихретокового преобразователя расположены внутри возбуждающей катушки, причем измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной по своей оси и соединена с подвижным. штоком микрометрического индикаторного блока, корпус которого жестко связан с возбуждающей катуш- кой и измерительной катушкой больше=

ro диаметра, а выходы амплитудных детекторов подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к входу индикатора.

8 4 E 8 10

@93. Я

Составитель Н.Михалев

Редактор M.Èèòåéêî Техред И.Гайдош Корректор O.Луговая

Заказ 1610/53 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4