Устройство для неразрушающего контроля свойств диэлектрических материалов

 

Союз Соеетския

Социалистических

Республик (ii) 783713 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 260279 {21) 2761144/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 301180,бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30,11.80

{51) М. Кл.

G 01 R 27/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Ю) М (621.317. .335(088.8) (72) Автор изобретения

А.Д. Ярошек (71) Заявитель

Институт механики AH Украинской CCP

««," т «

f « . -,""« (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к средствам неразрушающего контроля свойств диэлектрических материалов и изделий, и может быть з использовано в машиностроении, судостроении, самолетостроении, н химической промышленности и т.д.

Известны устройства для измерения абсолютных величин диэлектрической проницаемости E или тангенса угла потерь tg б 1) .

Однако с их помощью можно измерить только одну величину (е- или tgd что не позволяет осущестнить многопараметровый контроль. Одновременные измерения обеих величин с. и tgcP, связанных со значительными техническими трудностями и малой производительностью контроля. 20

Известно устройство (дефектоскоп

Д-З), наиболее близкое к изобретению

$2). Оно широко применяется для неразрушающего контроля свойств поверх-25 ностных слоев деталей, несущих контактные нагрузки. Устройство основано на возбуждении вихревых токов в металле говерхностного слоя и состоит из измерительного контура, генера- 30 тора и катодного вольтметра с отсечкой (компенсацией) $2) .

Для обеспечения многопараметроного контроля измерительный контур устройства составлен из индуктивного преобразователя (датчика) и параллельно включенных магазина конденсаторов постоянной емкости и конденсатора переменной емкости. Это устройство позволяет производить неразрушающий многопараметровый контроль снойстн токопроводящих материалон: металлов и их сплавов, графита и др.

Однако оно не может быть применено для контроля снойств нетокопронодящих материалов, каковыми являются диэлектрики.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нераэрушающего контроля свойств диэлектрических материалов, состоящее из измерительного контура и соединенных с ним емкостной снязью генератора и измерителя напряжения с отсечкой, измерительный контур выполнен из параллельно включенных емкостного преобразователя, катушки индуктинности, конденсатор. переменной емкости, а также цепи, 783713 состоящей из конденсаторов постоянной и переменной емкости, включенных последовательно.

Принципиальная электрическая схема устройства приведена на фиг. 1.

Измерительный контур образован емкостным преобразователем 1, конденсатором 2 переменной емкости, конденсатором 3 постоянной емкости, конденса.тором 4 переменной емкости и катушкой 5 индуктивности. Измерительный контур поЛучает питание от генератора б через конденсатор 7. Катодный вольтметр с отсечкой собран на радиолампе 8, на управляющую сетку которой подводится измеряемое напряжение от измерительного контура через конденсатор 9 и напряжение отсечки (компенсации) Ес — через фильтр, состояший из сопротивления 10 и конденса-

- тора 11. B анодную цепь радиолампы включены микроамперметр 12, эашунти рованный конденсатором 13, резистор

14 и конденсатор 15.

На фиг. 2 приведены резонансные кривые измерительного контура U=f(C) (U — напряжение на контуре; С вЂ” емкость контура) при разных значениях его качества, причем кривая 1 соответствует большему качеству, кривая

2 — меньшему. При прочих равных условиях качество контура определяется качеством контролируемого диэлектрика, на котором установлен преобразователь 1, т.е. характеристиками диэлектрика: диэлектрической проницаемостью K. и тангенсом угла потерь tgd

При изменении E. диэлектрика меняется емкость преобразователя и, следовательно, величина конденсатора 2, необходимая для настройки измерительна-.,о контура в резонанс, а также величина резонансного напряжения U.

B зависимости от расстройки контура величина U меняется по-разному: на левом склоне резонан-ной кривой (точка A) при увеличении F величина

U растет, на право л (::очка Б) — падает. Влияние изменени:.= величины tg CP диэлектрика аналогично при настройках контура в резонанс, а также при его расстройках (на левом и нравом склонаХ резонансной кривой) увеличение tgd приводит к ухудшению качества контура, т.е. к падению величины 0

Таким образом, предлагаемая схема измерительного контура обеспечивает многопараметровый контроль свойств диэлй трика путем измерения величин

U и С при трех настройках контура (резонанс„ на левом и правом склонах резонансной кривой). Информационная способность устройства значительно увеличивается при испытаниях на раэных частотах, а также при изменениях направления силовых линий электрического поля, например, применяя в качестве преобразователя накладной измерительный конденсатор.

С целью увеличения чувствительности при измерениях напряжения применен катодный вольтметр с отсечкой (компенсацией), с помощью которого отсекается часть напряжения U, которая @ не изменяется за счет наличия дефектов, а оставшаяся часть усиливается радиолампой 8 и измеряется микроатлперметром 12 в условных единицах.

Отсечка производится путем подачи

35 напряжения смещения E (фиг.2) на управляющую сетку радйолампы 8.

Для настройки измерительного контура, увеличения чувствительности и точности измерений использованы два щ конденсатора переменной емкости: конденсатор 2 — для грубой настройки и отсчета величины C в условных единицах и конденсатор 4 сравнительно малой емкости — для точной настройки и отсчета величины С. Конденсатор 3 используется для удлинения шкалы конденсатора 4 переменной емкости.

Применение устройства позволяет проводить следующие виды нераэрушающего контроля: идентификация типов

ЗО диэлектриков, идентификация структур композиционных стеклопластиков,. выявление и опознавание различных дефектов.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля свойств диэлектрических материалов, состоящее иэ измерительного контура и соединенных с ним емкостной связью генератора и измерителя напряжения с отсечкой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, измерительный контур выполнен из параллельно включенных емсастного преобразователя, катушки индуктивности, конденсатора переменной емкости, а также цепи, состоящей из конденса- торов постоянной и переменной емкостей, включенных последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 440615, кл. 4 01 R 27/26, "l973.

2. Ярошек А.Д., Быструшкин Г.C. и Павлов Б.H. Токовихревой контроль качества деталей машин. Киев, "Наукова думка", 19 6, с. 124„ (прототип) 783713

Составитель О.Панчерников

Редактор Т.Рыбалова Техред .М. Кузьма Корректор М.Коста

Заказ 8539/48 Тираж 1019 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4