Толщиномер диэлектрических покрытий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

III) 4862П

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.01.74 (21) 1993002/25-28 с присоединением заявки № (51) М. Кл. С 01b 7 06

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.09.75. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 20.01.76 (53) УДК 621.317:531.717. .1 1 (088.8 } (72) Авторы изобретения

1О. С. Быховский и Г. Ф. Меледин (») Заявитель (54) ТОЛЩИНОМЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

ui — и, а — Ьа. и,— и, Государственный комитет

Приоритет

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено, в частности, для измерения толщины диэлектрических покрытий, а также может быть использовано при контроле перемещений.

Известно устройство для измерения толщины покрытий, содержащее вихретоковый преобразователь, выполненный в виде ферритового стержня с закрепленными на нем обмотками и измерительной схемы.

Конструктивно вихретоковый преобразователь с автоматическим определением чувствительности в процессе измерения выполнен в виде стержня, на нижней части которого закреплена обмотка, а верхняя часть его является якорем электромагнита.

Под действием электромагнита обмотка вихрстокового преобразователя периодически перемещается на величину образцовой меры толщины ЛЛ, по которой определяется чувствительность преобразователя в процессе измерения в условиях действия мешающих факторов.

На выходе измерительной схемы образуются электрические сигналы, пропорциональные контролируемой толщине покрытия Z — ul, суммарной толщине а+Ля — из и установке преобразователя на непокрытое основание UI<.

Для небольших толщин покрытий можно считать зависимость напряжения от толщины линейной uI — — kZ+uIII, где k характеризует чувствительность преобразователя к толщине покрытия.

За счет образцовой меры толщины устанав. ливаются напряжения 1 — + н1о

l l, = А(а + A а-) + u, Из решения уравнений определяется толщина покрытия:

Основными недостатками известного устройства контроля толщины покрытий являются

15 громоздкость и сложность конструкции вихретокового прсобразователя (обмотка с механизмом перемещения), что затрудняет измерсние и требует значительных затрат времени, а в труднодоступных местах изделия установ20 ка преобразователя и проведение измерений вообще ие представляется возможным.

Целью предлагаемого изобретения являетс.i измерение толщины покрытий в труднодоступных местах.

Поставленная цель достигается тем, что толщииомср снабжен генератором периодических импульсов, подключенным к одной из обмоток вихретокового преобразователя.

На чертеже изображена функционалшгая

3р схема предлагаемого устройства.

486211

Вихретоковый преобразователь выполнен на феррптовом сердечнике 1 и имеет две обмотки: измерительную 2 и управляющую 3. Обмотка

2 совместно с конденсатором 4 образуют задающий генератор 5 высокой частоты. Обмотка 3 питается периодически импульсами тока от генератора 6.

Во время прохождения тока по обмотке 3 происходит подмагничивапие сердечника 1, нрп этом деформируется высокочастотное поле, образованное обмоткой 2, что эквивалентно увеличению зазора до контролируемого объекта 7.

При отсутствии тока в управляющей обмотке 3 поле обмотки 2 изменяется эквивалентно приближению сс к объекту измерения.

Переменный конденсатор 4 служит для подстройки частоты генератора 5 при установке преобразователя на объекте контроля без покрытия. Частотный дискриминатор 8 преобразует изменения частоты генератора 5 в изменения напряжения. Изменения частоты генератора 5 происходят из-за изменения зазора до проводящей поверхности объекта 7 и из-за тока в обмотке 3.

Обмотка реле 9 питается пульсирующим током генератора 6. Переключающий контакт реле 9 коммутирует напряжение с выхода частотного дискриминатора 8 через потенциометры 10 и 11 на два входа вычислительного устройства 12. При отсутствии подмагничивания ферритового стержня напряжение ui, пропорциональное зазору z до проводящего объекта 7 (толщинс покрытия), поступает на потенциометр 10 и с него — на вычислительное устройство 12.

При подмагничивании ферритового стержня напряжение и, пропорционально суммарному зазору до проводящего объекта и эквивалентному перемещению преобразователя, т. е.

Mg Я+

Вычислительное устройство 12 выполняет

ii . ерации в соответствии с выражением и

Ьг, 2 1

Где и и й2 — нормированные напряжения. пропорциональные и, и и,, Нормирование производнгся из условия равенства напряжений и> =и при отсутствии влияния провог дящего объекта (бесконечно большой зазор).

Эта операция осуществляется с помощью потеilll,.ioìñòðoB 10 н 1. Регистрирующий прибор 13 через переключатель 14 может подключаться для измерения и и и на выход вычислительного устройства 12.

Блок питания 15 обеспечивает питание элементов схемы.

1-1а чертежс штриховой линией условно показана величина образцовой меры толщины

Az, получаемая за счет деформации высокочастотного поля измерительной обмотки 2, при подмагничивании периодическими импульсами тока ферритового стержня 1.

Работа толщиномера происходит следующим образом. Преобразователь устанавливается на непокрытый образец и при отсутствии тока через управляющую обмотку 3 конденсатором 4 устанавливается напряжение ufo равное нулю. После этого преобразователь относится от образца на расстояние, при котором влияние его не проявляется. В этих условиях устанавливается напряжение и = и масштабными потенциометрами 10 и 11. рп После такой настройки толщиномера регистрирующий прибор 13 подключается на выход вычислительного устройства 12. Показания прибора 13 определяются только искомой толщиной диэлектрического покрытия.

Предмет изобретения

Толщиномер диэлектрических покрытий, содержащий вихретоковый преобразователь, вы4ч полненный в виде ферритового стержня с закрепленными на нем обмотками и измерительной схемы, отличающийся тем, что, с целью измерения толщины покрытий в труднодоступных местах, он снабжен генератором д периодических импульсов, подключенным к одной из обмоток вихретокового преобразователя.

486211

Составитель А. Матвеев

Техред 3. Тараненко

Редактор Е. Дайч

Корректоры; Е, Давыдкина и О. Данишева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3108/9 Изд. ¹ 1871 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобпетений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4 5