Диэлькометрический первичный преобразователь

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля глубинных физических характеристик и параметров неметаллических композиционных или керамических изделий, имеющих гладкую поверхность зоны контроля с односторонним доступом. Цель изоб-, ретения - повьшение точности результатов контроля. К. высокопотенциальному электроду (ВЭ) 2 через цепь развязки 8, по отрезку коаксиальной линии 9, подводится импульс напряжения . Поток электрического поля с ВЭ 2 через зону контроля замыкается на низкопотенциальном электроде (НЭ) 3. В связи с тем, что мгновенное выравнивание заряда и потенциала на НЭ 3 невозможно, переходный процесс последствия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце НЭ 3. В НЭ 3 устанавливается процесс свободнозатухающих колебаний, поступающие на формирователь временного интервала 11. 0-образное ярмо 5 локализует энергию электромагнитного поля в зоне пространства, которое прилегает только к рабочей поверхности. Вьшолнение НЭ 3 в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки 1 и соединенных в периферийной части с НЭ 3 нулевого потенциала, способствует достижению поставленной цели. 4 ил.. с $ (Л го со со со ел л«./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1511 4 Г 01 R 2?/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822825/24-21 (22) 30.11.84 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (71) Красноярский политехнический институт (72) Я.И.Бульбик, Ю.Г.Безденежный, Г.И.Волков и С.А.Рыбаков (53) 621.319.42(088.8) (56) Патент Франции М 1333449, кл. С 01 К 27/26, 1962.

Авторское свидетельство СССР

11- 1078356, кл. G 01 R 27/26, 1981. (54) ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЕРВИЧНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля глубинных физических характеристик и параметров неметаллических композиционных или керамических изделий, имеющих гладкую поверхность зоны контроля с односторонним доступом. Цель изобретения — повышение точности результатов контроля. К. высокопотенциальному электроду (ВЭ) 2 через цепь

„„Я0„„1237995 А1 развязки 8, IIo отрезку коаксиальной линии 9, подводится импульс напряжения. Поток электрического поля с

ВЭ 2 через зону контроля замыкается на низкопотенциальном электроде (НЭ) 3. В связи с тем, что мгновенное выравнивание заряда и потенциала на НЭ 3 невозможно, переходный процесс последствия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце НЭ 3. В НЭ 3 устанавливается процесс свободнозатухающих колебаний, поступающие на формирователь временного интервала

11. О-образное ярмо 5 локализует энергию электромагнитного поля в зоне пространства, которое прилегает только к рабочей поверхности. Выполнение НЭ 3 в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки 1 и соединенных в периферийной части с НЭ 3 нулевого потенциала, способствует достижению поставленной цели. 4 ил..

1237995

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля глубинных физических характеристик и параметров неметаллических композитных или керамических изделий, имеющих определенную гладкую поверхность зоны контроля с односторонним доступом.

Цель изобретения — повышение точности результатов контроля.

На фиг.1 дано конструктивное расположение отдельных элементов диэлькометрического первичного преобразователя; на фиг.2 — схема замещения диэлькометрического первичного преобразователя и ее соединение с цепью возбуждения и выходным формирователем временного интервала; на фиг.3 и 4— схемы формирователя временного интервала.

Диэлькометрический первичный преобразователь состоит из диэлектрической подложки l с расположенным в центрее ее высокопотенциальным электродом 2, низкопотенциального электрода 3, выполненного в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки, охранного электрода 4, магнитодиэлектрического ярма 5, трансформатора связи 6, подводящего отрезка коаксиальной линии 7 с цепью развязки 8, отводящего отрезка коаксиальной линии 9, операционного усилителя 10 и формирователя временного интервала 11. Формирователь временного интервала (фиг.3) состоит из входного трансформатора 12 и транзисторов 13, сглаживающего фильтра

14 и RS-триггера-формирователя 15. . Формирователь временного интервала по схеме на фиг.4 состоит из входного транзистора 13, RS-триггера-формирователя 15, триггеров 16 со счетным входом и элемента И-НЕ 17.

Ленточные электроды 2, 3 и 4 изготавливаются путем вакуумного на- пыления на пластинах поликора или ситалла с последующим нанесением защитного изоляционного покрытия. Ленточный электрод 3 своей периферийной частью и ленточный электрод 4 соединяются посредством проводников первичной обмоткой высокочастотного трансформатора связи 6, расположенного на магнитодиэлектрическом ярме 5, которое покрывает ленточный электрод 3. Вторичная обмотка трансформатора связи 6 соединена с входом операционного усилителя )О посредством отрезка коаксиальной линии 9, а выход операпионного усилителя 1О

5 соединен с входом формирователя временного интервала 11.

Высокопотенциальный электрод 3 соединен с центральным проводником коаксиальной линии 7, а его оболочка с электродом 4 и общим корпусом.

Указанной коаксиальной линией через цепь развязки 8 осуществляется подвод импульсного напряжения от внешнего источника к диэлектрическому. первичному преобразователю. Иагнитодиэлектрическое ярмо 5, диэлектрическая подложка 1 и трансформатор связи 6 путем клеевого соединения образуют единое целое.

20 Диэлькометрический первичный преобразо затель работает следующим образом.

К высокопотенциальному электроду

2 чере:з цепь развязки 8, предназначенную для увеличения направленности . потока энергии от источника возбуждения к выходу первичного преобразователя, по отрезку коаксиальной линии

7 подводится импульс напряжения, нанапример положительный. Поток электрического поля с высокопотенциального электрода 2 проходит через зону контроля„ замыкаясь на низкопотенциальном электроде 3, представляющем собой многообходовый контур, развернутый от центральной части подложки к периферийной ее части. На этом контуре возникает линейный квазистационарный заряд, распределенный ло этому контуру. 11гновенное выравнивание этого заряда и соответственно потенциала отдельных точек контура невозможно, так как контур представляет из себя элемент полосковой длинной линии с определенной индуктивностью на единицу длины полосковой линии.

Величина этой индуктивности зависит от числа проводников, приходящихся на единицу линейного размера, характеризующего ширину низкопотенциалького электрода 3 и электрофизических свойств Π†образно магнитодиэлектрического ярма 5.

Начальное распределение заряда на

55 контуре зависит только от глубинных характеристик распределения вещества по зоне контроля. Следовательно, динамика переходного процесса в указан.1237995

t0

20 ной полосковой линии однозначно определяется этим распределением. При достаточно коротком импульсе возбуждения, подаваемого на электрод

2, переходной процесс последействия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце полосковой линии, которые передаются с помощью высокочастотного трансформатора связи 6 по отрезку коаксиальной линии 9 на вход операционного усилителя 10. В связи с относительно высоким значением добротности полосковой линии,в последней устанавливается процесс свободнозатухающих колебаний, причем интегральные параметры, такие как частота

Q, коэффициент затухания о этих ко лебаний, функционально зависят от электрических свойств объекта контроля и глубинных характеристик распределения вещества по зоне контроля.

Эти свободнозатухающие колебания усиливаются операционным усилителем 10 и и с его выхода подаются на вход формирователя временного интервала 11.

Рассмотрим необходимость выполнения низкопотенциального электрода 3 в в виде элемента полосковой линии.

Это обеспечивает следующий эффект.

При подаче импульса возбуждения на высокопотенциальный электрод 2 поток электрического поля с этого электрода на низкопотенциальный 3 расчленяется на части, число которых определяется числом активных проводников по ширине электрода. При этом электрическое поле на второй проводник огибает поток, который замыкается на ближайший к высокопотенциальному первый проводник. Это положение остается таким же и для остальных потокораспределений для других активных проводников низкопстенциального ,электрода 3. Эти проводники во время процесса разнопотенциальны, этим достигается необходимый эффект выравнивания потока электрического поля

2S

45 по зоне контроля. Степень разнопотенциальности проводников тем выше, чем больше индуктивность на единицу длины полосковой линии, для увеличения этой индуктивности на проводники чизкопотенциального электрода 3 устанавливается плоское 0-образное ярмо из магнитодиэлектрика с большой магнитной проницаемостью, но малой электропроводностью, которая исключает эффект выравнивания потока электрического поля на собственно 0-образном ярме. Наличие 0-образного ярма локализует энергию электромагнитного поля в зоне пространства, которое прилегает только к рабочей поверхности.

Формула изобретения.

Диэлькометрический первичный преобразователь, содержащий компланарные .низкопотенциальные электроды, расположенные симметрично на общей диэлектрической подложке относительно центрального высокопотенциального электрода, операционный усилитель и формирователь временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов контроля, в него введены высокочастотный трансформатор связи и плоское

0-образное магнитодиэлектрическое ярмо, накрывающее зону расположения низкопотенциального электрода, выполненного в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки и соединенного в периферийной части с низкопотенциальным электродом нулевого потенциала посредством первичной обмотки высокочастотного трансформатора связи, вторичная обмотка которого отрезком коаксиальной линии соединена с входом операционного усилителя, а его выход — с формирователем временного интервала из мгновенных эначений затухающих колебаний.

1237995

° Ф

Составитель В.Стукан

Техред Л.Сердюкова

Редактор В.Ковтун

Корректор М.Пожо

Заказ 3284/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4