Накладной электромагнитный преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к измерению толщины неэлектропроводящих покрытий плоских токопроводящих изделий . Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет дополнительного использования реакции измеряемого объекта на электрическую составляющую электромагнитного поля преобразователя. Дпя достижения поставленной цепи преобразователь содержит генераторную катушку 2, четыре измерительные катушки 3, 4 и 6, 7 попарно равного диаметра, установленные соосно и соединенные попарно последовательно-встречно, и металлический немагнитный электрод 9, размещенный в каркасе 1 на рабочей поверхности преобразователя диаметром, равным внутреннему диаметру генераторной катушки, а также схему обработки сигнала. Индуцируемые на поверхности металлического основания 14 заряды создают собственное электрическое поле. Соотношение получаемых напряжений катушек 3,7 и 5,4 и напряжения на металлическом электроде 9 повышает чувствительность контроля за счет вклада в механизм измерения электрической составляющей электромагнитного поля преобразователя. 2 ил. i С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 7 06

ВСЕЮ.1П

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Би Б 5: ИотЕ5у„лд

9 G+

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCE

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 109 7890 (21) 4082564/25-28 (22) 11 ° 05.86 (46) 23.07.88. Бюл. N - 27 (71) Витебский технологический институт легкой промьппленности (72) В.Л.Шушкевич и М.З.Чукшанский (53) 620. 179. 14(088.8)

1 (54) НАКЛАДНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

НЕЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к измерению толщины неэлектропроводящих покрытий плоских токопроводящих изделий. Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет дополнительного использования реакции измеряемого объекта на электрическую составляющую электро8

„„80„„1411569 А 2 магнитного поля преобразователя. Для достижения поставленной цели преобразователь содержит генераторную катушку 2, четыре измерительные катушки 3, 4 и 6, 7 попарно равного диаметра, установленные соосно и соединенные попарно последовательно-встречно, и металлический немагнитный электрод 9, размещенный в каркасе 1 на рабочей поверхности преобразователя диаметром равным внутреннему диаметру генераторной катушки, а также схему обработки сигнала. Индуцируемые на поверхности металлического основания 14 заряды создают собственное электрическое поле. Соотношение получаемых напряжений катушек 3,7 и 6,4 и напряжения на металлическом электроде 9 повышает чувствительность контроля за счет вклада в механизм измерения электрической составляющей электромагнитного поля преобразователя. 2 ил

1411569

Изобретение относится к неразрушфющему контролю, в частности к измер нию толщины неэлектропроводящих покрытий любых плоских токопроводящ х изделий, и является усовершенств ванием изобретения по авт. св.

Ф, 1097890.

Целью изобретения является повыше— ! ние чувствительности преобразователя з счет использования реакции измер емого объекта на электрическую сост вляющую электромагнитного поля преI о разователя.

На фиг, 1 показана конструкция н кладного электромагнитного преобр зователя; на фиг. 2 — блок-схема э ектромагнитного преобразователя, Электромагнитный преобразователь держит каркас 1 и з диэлектричес ког материала, размещенную в нем генер торную катушку 2, две измерительные катушки 3 и 4, размещенные в трубчатом каркасе 5, две измерительные кат шки 6 и 7, размещенные в трубчатом 25 аркасе 8, металлический немагнитный ектрод 9, размещенный на рабочей оверхности преобразователя в каркасе 1, генератор 10, подключенный выодом к генераторной катушке 2, блок 3р

1,1 вычитания, соединенный одним вход !ом с одной из пар измерительных катушек 6 и 4, а другим входом — с металлическим электродом 9, и блок 12 и!змерения, один вход которого соеди— ен с выходом другой пары измериельных катушек 3 и 7, а другой — с выходом блока 11 вычитания.

Измерительные катушки 3, 7 и 6, 4 включены между собой последовательно встречно. Измерительные катушки 3,6

h1 4,7 расположены соосно возбуждающей катушке 2. При измерениях преобразователь размещается на поверхности с!бъекта измерения, состоящего из из—

hlepaeMoro неэлектропроводящего покры-45

s"èÿ 13 и металлической основы 14.

Электромагнитный преобразователь работает следующим образом.

Измеряемый объект отсутствует. Ток

r åíåðàòoðHoé катушки 2 создает элект-50 )омагнитное поле, которое индуцирует ДС в измерительных катушках 3,6, 4

7, напряжение измерительной катушки 3 устанавливается равным напряжеНию катушки 7. Преобразователь разме-55 фается на неэлектропроводящем покры ии 13 ° Напряжение, снимаемое с последовательно и встречно включенных ка2 тушек 3 и 7, пропорционально разности магнитных потоков, пересекающих контуры катушек 3 и 7. Этот разностный поток проходит через боковую поверхность усеченного конуса„образованного катушками 3 и 7. Аналогично получи ют напряжение, снимаемое с катушек 6 и 4. В сечении, проходящем через ось катушек, боковые поверхности усеченных конусов, образова нных катушками 3

7 и 6,4 находятся под некоторым углом.

При этом напряжение на катушках 3,7 и 6,4 пропорционально взаимно перпендикулярным составляющим напряженности магнитного поля, проходящего через точку пересечения образующих конусов.

Этб значит, что по соотношению напряжений на катушках 3, 7 и 6, 4 можно определить направление вектора напряженности магнитного поля. При изменении толщины измеряемого покрытия 13 изменяются направление вектора и величина соотношения напряжений катушек

3,7 и 6,4.

Одновременно индуцированные на поверхности металлического основания 14 заряды создают собственное электри— ческое поле, напряженность кот рого в любой точке обратно пропорци нальна расстоянию до зарядов (до металличес— кого основания 14), т.е. толщине покрытия 13. Это поле индуд рует заряды на электроде 9, т.е. создает иропор" дональное напряженности поля напряжение относительно земли, так как электрод 9 через блоки 11 и 12 связан с землей, При этом величина напряжения на электроде 9 возрастает с уменьшением толщины покрытия 13 ° Соотношение напряжений измерительных катушек 3, 7 и 6, 4 также возрастает с уменьшением толщины покрытия 13. Следовательно, если вычесть из напряжения катушек

6 и 4 напряжение на электроде 9, то при той же толщине покрытия 13 соотношение напряжений 3, 7 н 6, 4 увеличивается и чувствительность преобразователя возрастет. Некоторый вклад в напряжение на электроде 9 вносит электрическое поле, созданное поляризованными зарядами иа покрытии 13.

Однако он очень мал по сравнению с напряжением, создаваемым электрическим полем металла основания 14, поэтому им можно пренебрe«ь.

Сигнал, снимаемый с катушс к 6 и 4 и электрода 9, поступает на блок 11

1411569 тель, а блок 12 измерения может быть выполнен по схеме операционного уси— лителя .

Сущность измерения заключается в следующем. Определяются соотношения величин: А — сигнал с катушек 3 и 7;

 — сигнал с катушек 6 и 4; С вЂ” сигнал с электрода 9. Полезный сигнал

А определяется по выражению ---. Все

В-С

Фиг.2

Составитель А.Бодров

Редактор И.Иулла Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 3643/36 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вычитания, где происходит сравнение магнитной и электрической составляю х поля. Полученный суммарный сигнал и сигнал с другой пары катушек 3 и 7 поступают на блок 12 измерения. величины в этом выражении зависят от толщин контролируемого покрытия. При любых измерениях наличие составляющей

С увеличивает полезный сигнал, а следовательно, чувствительность преобразователя. Блок 11 вычитания представляет собой дифференциальный усили5

Формула изобретения

Накладной электромагнитный преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий по авт.св.

K - 1097890, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен металлическим немагнитным электродом, размещенным на рабочей поверхности преобразователя, и блоком вычитания, один вход которого соединен с одной из пар и измерительных катушек, другой вход - с металлическим электродом, а его выход является выходом преобразователя.