Устройство для измерения тольщины покрытий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявленс04.11.75 (21) 2186915/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 0Д,08,77,Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 22.08.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (itj 567940

2 (51) М. Кл. (01 В 7/06

Государственный квинтет

Савата Мнннстрав СССР аа делам нзабретеннй н открытей (53) УДК 620,179.14 (088.8) 72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к средствам не

;разрушающего контроля качества матерна лов и иэделий электромагнитными метода» ми, в частности к контролю толщины эа1щитного покрытия на металле и может быть использовано в машиностроении, судостроении, нефтяной и газовой промыш» ленности и т. д.

Известно устройство для определения олщины чужеродного слоя на внутренней ,поверхности котельных труб (1).

Известно также устройство, содержащее генератор, измерительный преобразователь, компенсационную катушку, усилитель поо» тоянного тока и выходной, индикатор. Иэ мерительный преобразователь и компенса ционная катушка являются элементами колебательных контуров. Значение толщины за щитного покрытия определяют по разности их напряжений (2). Но это устройство имеет небольшой диапазон измерения толщины покрытия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерении толщины покрытий, содержащее

2 последовательно соединенные импульсный генератор, измерительный преобразователь блок обработки сигнала, компенсатор, уси литель и индикатор.

5 В этом устройстве BBBHGHMocTb выход». ного напряжения индукционного преобразователи от толщины измеряемого покрытии имеет нелинейный характер. Поскольку иэ1 .мерительный тракт состоит из линейных

l0 аналоговых функциональных звеньев, зави симость напряжения сигнала, подаваемого

|на с грелочный индикатор, от толщины покрытия также нелинейна. Нелинейность ! шкалы прибора затрудняет отсчет резул та .татов измерения на конце шкалы, что обуолавливает дополнительную погрешность.

Кроме того нелинейная зависимость не позволяет использовать цифровую индикацию результатов измерения.

20 Необходимость получения минимальных погрешностей измерения предъявляет жест кие требования к стабильности и идентичIHDcTH характеристик аналоговых функциональных звеньев электронной схемы уст

25 ройства. Поэтому введение в схему прибо-.

567940 ра аналоговых узлов с нелинейными передаточными характеристиками или нелинейных обратных связей для получения линейной зависимости сигнала от измеряемой тол. шины покрытия и для расширения диапвзо- 5 на измерения является неоптимальным.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что цредлагаемое у тройство снабжено интегра- <0 тором, двумя компараторами, схемами совпадения с тремя входами и с двумя входами, двумя инверторами, вход интегратора соединен с импульсным генератором, а выходы с входами к мцврвторов, другие входы Ко» торых соединены соответственно с выходом усилителя и "землей, а выходы компараторов соединены с двумя входами схемы сов» падения, третий вход которой соединен с импульсным генератором, а выход - с индикатором, входы ииверторов соединены с выходами компараторов и через схему совпадения с двумя входами — с индикатором.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные импульсный генератор 1, измерительный преобразователь 2, блок 3 обработки сигнала (уснлитель переменного тоха и фаздвый детектор),, компенсатор 4 и усилитель 5. Нв выходе включен ииди-. катор 6. Устрокство снабжено также интегратором 7, компарвторами 8 и 9 трехвхо довой и двухвходовой схемами 10 и 11 совпадения, конверторами 12 и 13, Выход усилителя 5 соединен через первый компаь ратор 8 и схему совпадения 10 с индикатором 6. Выход генератора 1 через интегратор 7 соединен с входами компараторов

8 и 9. Выход компврвторв 8 соединен также 4О через инвертор 12 с входом схемы 11 cow падения. Выход компарвторв 9 подключен к входу схемы 10 схемы совпадения и через инвертор 13 - к входу схемй 11 совпаде- ния, выход которой подключен к индикатору 6. Выход генератора l соединен также с входом схемы 10 совпадения.

Устройство начинает работать при уста- новке преобразователя 2, питаемого генератором 1, на изделие. В этом случае нв входе блока 3 появляется напряжение сигнала, соответс-снующее толщине контролируемого покрытич. Выходной сигнал блока 3 поступает нв компенсатор 4, служащий для компенсации начального разбалвнса преобра55 зоввтеля 2 при установке последнего на образец, толщина покрытия которого соо ветствует началу диапазона измерения.

Приращения сигнала с выхода компенсатора 4 усиливаются усилителем 5 и подают60 ся на вход компаратора 8. На второй вход компаратора 8 подается напряжение с ma-тегрирующей цепи 7, подключенной к гене ратору 1.- Напряжение сигнала положитель= ной полярности, подаваемое н," вход компаратора 8, сравнивается с нарастающим напряжением, поступившим на другой вход компаратора 8 с интегратора 7. Длительность импульса на выходе компаратора 8 определяется моментами равенства напри= жений на входах компаратора 8.

Аналогичным образом работает и ком=паратор 9. Длительность его выходного им пульса определяется моментами перехода выходного напряжения интегратора 7 через нуль, так как, второй вход компараторв 9 подключен к "земле .

Оба выходных импульса с компарвторов

8 и 9 поступают на схему 10 совпадении, на третий вход которой подаются тактовые импульсы с генератора 1. Длительность импульсов на выходе схемы 11 совпа определяется величиной напряжения, подвив мого на вход компарвтора 8 с усилителя 5

Для получения линейной зависимости длительности импульса на выходе схемы 10 совпадения от толщины измеряемого покры= тия, необходимо, чтобы кривая изменения напряжения нв выходе интегратора 7 была идентична зависимости напряжения сигнвлаот толщины измеряемого покрытия. Посколь." ку эта зависимость имеет экспоненциальный характер, то выбор постоянной времени m-: тегрвтора 7 позволяет воспроизвести ана-;— логичную кривую изменения выходного на=:: пряжения интегрирующей цепи от времени, Импульсы с выхода схемы 10 совпвде=: ния. подаются на индикатор 6. Так как при установке начала диапазона с выхода усилителя 5 может поступать напряжение от рицвтельной полярности, а нв выходе схемы

10 совпадения .импульс появляется только при положительном напряжении, в схему устройства введена вгорая схема 11 совпадения и двв инверторв 12 и 13. Выходные импульсы с компараторов 8 и 9 подаются соответственно через инверторы 12 и 13 на вход схемы 11 совпадения, выход которой соединен с индикатором 6. Импульсы на выходе схемы 11 совпадения появляют-" ся при наличии отрицательного, напряжения на выходе усилителя 5.

Таким образом, при установке нуля шкалы импульсы с обеих схем 10 и 11 сов= падения будут отсутствовать. Регулировка чувствительности прибора (установкв конца диапазона измерения) может осуществляться либо изменением коэффициента усиления усилителя 5, либо уменьшением амплитуды импульсов, подаваемых на индикатор 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины покры тий, содержащее последовательно соединен ные импульсный генератбр, йзмерительный преобразователь, блок обработки сигнала, компенсатор, усилитель и индикатор, о та и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

;.асширения диапазона измерения, оно сна&

",кено интегратором, дву ..я компараторами, схемами совпадения с тремя входами и с вумя входами,, двумя инверторами, вход интегратора соединен с импульсным гене..."-",:. âðîì, а выходы - с входами компарато,:ьв. другие входы которых соединены соитие- ственно с выходом усилителя и зем-. лей, выходы компараторов соединены с двумя входами схемы совпадения, третий вход которой соединен с импульсным генератором, а выход - с индикатором, входы инверторов соединены с выходами компараторов и через схему совпадения с двумя входами» с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе: О 1, Авторское свидетельство СССР

М 64773, кл. 5 01 В 7/06, 31.01.54.

;2. Йорофеев А. Л., Злектроиндуктивная

:дефектоскопия. N., "Машиностроение, 1967, с. 152-153.

15 3. Сб. Приборы и методы измерения механических величин,ТС-7 . М., изд. ,ЦНИИТЭИ приборостроения, 1974.

Составитель А. Матвеев

Редактор С. "1 янова Техред М, Левицкая Корректор Л. Небола

Заказ 2726/29 Тираж 907 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал БПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4