Вихретоковый толщиномер

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет использования схемы коррекции, исключающей временную и температурную нестабильность колебательного контура преобразователя. Схема коррекции содержит разделительную емкость и варикап, соединенные последовательно и подключенные параллельно емкости колебательного контура преобразователя, интегратор, электронный ключ, одновибратор, два компаратора и два источника опорного напряжения. Нажатием кнопки запуска запускается одновибратор, который замыкает электронный ключ, и входное напряжение первого компаратора поступает на вход интегратора, выходное напряжение которого начинает изменяться со скоростью, пропорциональной величине выходного сигнала этого компаратора. Под действием напряжения с интегратора емкость варикапа изменяется таким образом, что напряжение на контуре стремится к величине напряжения первого источника опорного напряжения, а выходное напряжение первого компаратора - к нулю. Для исключения случайного включения схемы коррекции во время измерения используется второй источник опорного напряжения и второй компаратор, которые запрещают в этом случае запуск одновибратора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 Е0

i, 4;,.ë1 .

1 6i„ i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4363125/25-?8 (22) 12.01.88 (46) 30.08.89. Бюл. У 32 (72) Ю.И.Ребрин и Н.А.Марченков (53) 620.179.14(088.8) (56) Дефектоскопия, 1977, В 6, с. 128-129.

Валитов А.М. и др. Приборы и методы контроля толщины покрытий.

Л,: Машин строение, 1970, с. 78-79, (54) BHXPETOKOBblA ТОЛЩИНОМЕР (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет использования схемы коррекции, исключающей временную и температурную нестабильность колебательного контура преобразователя.

Схема коррекции содержит разделительную емкость и варикап, соединенные последовательно и подключенные параллельно емкости колебательного конИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля толщины непроводящих покрытий на металлах, Цель изобретения — повышение точности измерений эа счет устранения временной и температурной нестабильности преобразователя °

На чертеже представлена блок-схема вихретокового толщиномера.

„„80„„1504492 А 1 тура преобразователя, интегратор, электронный ключ, одновибратор, два компаратора и два источника опорного напряжения. Нажатием кнопки запуска запускается одновибратор, который замыкает электронный ключ, и входное напряжение первого компаратора поступает на вход интегратора, выходное напряжение которого начинает изменяться со скоростью, пропорциональной величине выходного сигнала этого компаратора. Под действием напряжения с интегратора емкость варикапа изменяется таким образом, что напряжение на контуре стремится к величине напряжения первого источника опор. ного напряжения, а выходное напряжение первого компаратора — к нулю, Для исключения случайного включения схемы коррекции во время измерения используется второй источник опорного напряжения и второй компаратор, которые запрещают в этом случае запуск одновибратора. 1 ил, Вихретоковый толщиномер содержит генератор 1 с высоким выходным сопротивлением, соединенный с ним колебательный контур 2, состоящий из параллельно включенных индуктивности вихретокового преобразователя 3 и емкости 4, детектор 5, к выходу которого подключен блок 6 индикации.

Толщиномер содержит также подключенные параллельно колебательному контура последовательно соединен150449 ные разделительный конденсатор 7 и варикап 8, последовательно соединенные первый источник 9 опорного напряжения, первый компаратор 10, электронный ключ 11 и интегратор 12, подключенный к точке соединения разделительного конденсатора 7 и варикапа 9, и последовательно с= единенные второй источник 13 опорного напря- 1О жения, второй компаратор 14 и одновибратор 15 с дополнительным входом внешнего запуска, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, а вторые входы ком- !5 параторов 10 и 14 подключены к выходу детектора 5.

Бихретоковый толщиномер работает следующим образом.

Генератор 1, имеющий высокое выходное сопротивление, вырабатывает стабильное по частоте и амплитуде напряжение прямоугольной формы. Это напряжение поступает на вихретоковый преобразователь 5. Преобразователь 3, емкость 4, емкость 7 и варикап 8 образуют колебательный контур. Для получения необходимой чувствительности резонансная частота. контура выбирается несколько выше частоты первой гармоники генератора 1, При изменении расстояния преобразователя 3 от металлической roaложки изделия в зависимости от толщины непроводящего покрытия изменяется сопротивление колебательного контура пропорционально толщине покрытия. С изменением сопротивления контура происходит перераспределение высокочастотного напряжения генератора 1 между его внутренним сопротивлением и сопротивлением контура. Таким образом, напряжение на контуре изменяется также пропорционально толщине покрытия, Высокочас= „ тотное напряжение с контура подается на детектор 5. Выпрямление и усилЕние напряжения с выхода детекто-. ра 5 подается на блок 6 индикации, показания которого пропорциональны толщине покрытия. Из-за временной и температурной нестабильности параметров элементов колебательного контура возможна самопроизвольная расстройка контура, что вызывает уход шкалы блока 6, а следовательно, и уменьшение точности измерения, Для поддержания заданной настройки

55 колебательного контура служит схема коррекции, которая состоит из варикапа 8, интегратора 12, компаратора 10, электронного ключа 11 одновибратора 15, компаратора 14, пусковой кнопки 16 и емкости 14, которая служит для развязки по сигналу управления варикапа 8 от индуктивности контура.

Схема коррекции работает следующим образом.

В процессе работы толщиномера перед очередным изменением индуктивности преобразователя 3 отводится от металлических предметов и нажимается кнопка 16. При нажатии кнопки 16 запускается одновибратор 15, который замыкает ключ 11,и входное напряжение компаратлра 10 поступает на вход интегратора 12. При этом выходное напряжение интегратора 12 начинает изменяться со скоростью, пропорциональной величине выходного сигнала компаратора 10. Под действием напряжения и интегратора 12 емкость варикапа 8 изменяется таким образом, что напряжение на контуре стремится к величине первого опорного напряжения, а выходное напряжение компаратора 10 — к нулю. При нулевом выходном напряжении компаратора !О интегратор 12 удерживает установленную величину управляющего напряжения на варикапе 8. По окончании импульса одновибратора 15 ключ

11 размыкается, вход интегратора 12 отключается от выхода компаратора 10 а выходное напряжение интегратора

12 сохраняется неизменным до следующей коррекции.

Во время измерения толщины покрытия, когда выходное напряжение детектора 5 определяется расстоянием между преобразователем 3 и металли ческой подложкой, случайное включение схемы коррекции может привести к неверному измерению. Для запрета включения схемы коррекции во время измерения служат компаратор 14, который сравнивает выходное напряжение детектора 5 со вторым опорным напряжением. уменьшение выходного напряжения детектора 5 ниже заданного свидетельствует о приближении преобразователя.3 к металлической поверхности, т,е. о проведении измерения. Выходной сигнал компаратора

14 в этом случае запрещает запуск

4492

Формула изобретения

Составитель И. Рекунова

Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Редактор А. Долинич

Заказ 5240/41 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 15О одновибратора 15 при нажатии кнопки 16.

Дпя удобства работы кнопка 16 может располагаться в корпусе преобразователя 3 вместе °

Вихретоковый толшиномер покрытий, содержаш «й BHxpe ToKQBbBI преобразователь, генератор, подключенный к нему ко— лебательный контур,в качестве индуктивности которого используется вихретоковый преобразователь, последовательно соединенные детектор, подключенный к колебательному контуру, и блок индикации, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен подключенными парачлельно Y(лебательному контуру последовательно соединенными разделительной емкостью и варикапом, последовательно соединенными первым источником опорного напряжения, первым компаратором, электронным ключом и интегратором, подключенным к точке соединения разделительного конденсатора и варикапа, и последовательно соединенными вторым источником опорного напряжения, вторым компаратором и одновибратором с дополнительным входом

15 внешнего запуска, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, а вторые входы компараторов подключены к выходу детектора.