CN2140514Y

CN2140514Y - 钢质材料防腐层厚度测量仪

Info

Publication number: CN2140514Y
Application number: CN 92218264
Authority: CN
Inventors: 谭长荣; 张建文
Original assignee: Engineering Co No2 Pipe Bureau China Petroleum And Natural Gas Corp
Current assignee: Engineering Co No2 Pipe Bureau China Petroleum And Natural Gas Corp
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1993-08-18
Anticipated expiration: 2002-07-03

Abstract

一种钢质材料防腐层厚度测量仪，主要由直流电源、振荡电路、指示电路和探头组成。本测厚仪采用集成电路、电阻和电容组成振荡电路，将直流电源变成固定频率和占空比及稳定幅值的矩形波信号，由探头原边激磁，探头铁芯、防腐层、钢材构成闭合磁路。并由探头中测量绕组产生感应电压，防腐层厚度越厚，感应电压越小，经指示电路中改制的毫伏表头指示出相应的电压值，即为防腐层厚度。本仪器结构简单可靠，操作方便，测量精度高，范围宽，且不损坏防腐层。

Description

本实用新型涉及一种钢质材料防腐层厚度测量仪器。

原有德国《EPK》公司生产的《PEN TENT》笔状测厚仪，主要由磁珠、弹簧、塑料外壳组合而成。指针与弹簧永磁体连成一体。与壳体之间能光滑移动，外壳标有刻度，测量时，只要将测头的两端置于钢质材料表面的防腐涂层上，磁珠就会被吸住，将指针上拉，测量磁珠最终脱离涂层表面，此时指针指出的刻度就是涂镀层的厚度。涂层越厚，磁力就越少，由于永磁体的磁力很有限，涂镀层的磁阻又很大，使该测厚仪的测量范围很少，只能测量厚度为25微米至700微米的涂镀层厚度。

本实用新型的目的在于提供一种钢质材料防腐层厚度测量范围宽的仪器，它既可以测量0～3mm的涂镀层厚度，又可测量3～30mm的防腐层厚度。

本实用新型所提出的一种钢质材料防腐层厚度测量仪，即在一块由硅钢片叠成的凹形铁芯上绕制两个线圈，一个激磁绕组，一个测量绕组。激磁绕组通上固定频率。稳定幅值的方波信号。在铁芯上将产生固定频率的磁通，由铁芯、防腐层、钢质材料构成闭合磁路。铁芯和钢质材料的磁阻很小，可以忽略，而防腐层的磁阻很大，与防腐层的厚度成指数函数，磁阻越大，磁通越小，在测量绕组中产生与磁通成正比的感应电压，将此感应电压送给经过改装的毫伏电压表，指示出该电压值所对应的刻度即为防腐层的厚度值。激磁绕组由主机中的振荡电路供电，振荡电源由干电池、稳压电路、振荡电路及开关电路组成，将此振荡信号用四芯电缆中的二根线传输给测量探头中的激磁绕组，并由测量绕组将感应电压用另外二根线传输给分压调节电路及已改制的毫伏表头。

由于上述方案中采用了脉冲电源产生的磁场，可以很方便地将磁场做得比永磁体大，使测量绕组中产生较高的电压信号，测量采用串联电阻分压的形式，在防腐层厚度较薄时，串联较大的电阻，较厚时，串入较小的电阻，使测量范围扩大。因此，本实用新型采用三联琴键开关，切换三个不同阻值的电阻，将仪器分为三档，并用电位器分别调零。要测量0～3mm时，精度为0.01mm；测量厚度为3～7mm时，精度为±0.25mm；测量厚度为7～30mm时，精度为±0.5mm。

本实用新型具有结构简单，测量范围大，操作方便，故障率低，可靠性好，测量精度高等优点。

图1是本实用新型的电气原理图，即图1中6充电电路，由B₁、D₁、R₁、R₂、LED₁、BG₁、BG₂组成，由D₂输出给电源Ec，通过K₁连接；5是电源及稳压电路，由于电池组Ec及R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、C₁、L₁、LED₂、D₃、BG₃、BG₄组成，直接连接振荡电路，并通过扼流圈L₁，给测量探头3中的激磁绕组供电；1为振荡电路，由R₃、R₉、C₂、C₃及集成电路IC₁组成，输出给开关电路的矩形波经R₁₀提供，开关电路2由BG₅构成；4为分压调节电路，由D₄～D₇整流后，经R₁₁、R₁₂、R₁₃调节分压，K₂为量程切换开关，W为调零电位器；7为改制的指示毫伏表头。

图2是本实用新型的测量探头A－A剖面图。

图2中，8为塑料外壳；9为硅钢片叠成的凹形铁芯；10为用漆包线绕制的线圈；11为填充胶；12为电缆引出孔。

图3是本实用新型探头图2的俯视图。

图4是本实用新型的面板主视图。

图4中、13是用铁皮冲制的外壳；14是工作选择开关（原理图1中K₁）；16是充电指示灯（原理图1中LED₁）；15是工作指示灯（原理图1中LED₂）；17是调零电位器（原理图1中W）；18是三联切换开关（原理图1中K₂）；7是经改制的毫伏表头。

图5是本实用新型的外形俯视图。

图5中，19为充电电源插孔；20为信号传输联接插头。

本实用新型的实施例结合附图进一步详述如下：由振荡电路1和开关电路2将稳压后的直流电源5变为矩形脉冲经电缆将矩形波信号送入测量探头3中的激磁绕组，在铁芯中产生固定频率的磁场，磁场的强弱与防腐层厚度成指数函数，探头3中的测量绕组产生与磁场成正比的电压信号，该电压信号经电缆传输至分压调节电路4后送至经改制的毫伏电压表头7，并在其上指示出该电压值所对应的防腐层厚度值。

在图1中所示振荡电路1，由NE555集成电路和电阻、电容组成，由R₃、R₉、C₂决定该时基电路产生约100Hz固定频率约60％占空比，稳定幅值的矩形脉冲，开关电路2由硅三极管DDO1C组成，分压调节电路4，由精度较高的金属膜电阻，硅三极管，三联琴键开关，电位器组成，测量绕组产生的感应电压经D₄～D₇硅二极管桥式整流后送到由电位器W，电阻R₁₁～R₁₃组成的分压调节电路降压后输入改制后的直流毫伏表头，表头7选用44C型1.5级直流电压表，外形100×80mm²，由于当磁阻大（即防腐层厚）时，测量绕组输出电压较低，而磁阻小（即防腐层薄）时，情况相反，故，可将市售直流电压表头（0～75mv）改制如下：将机械零点调到原电压值最高处，正负接线柱反接于分压调节电路，并将探头置于钢板表面调节第一档零点，于原机械零点处，并将测量不同厚度的标准试件时，指针指示的位置重新标刻于擦净之表盘上即可，第二、三档只须分别于3mm和7mm厚标准试件上调零，如上所述，标刻完所有设定的测量厚度即成。电源电路5由八节二号镉镍电池和稳压电路组成，稳压电路由可调电阻R₆电阻R₇取样与标准电路R₅、D₃中D₃二端电压比较，并由BG₄（3DG6B）进行误差放大，控制调整管BG₃（3DG12D）基极电流达到稳定的输出电压。调节可调电阻R6，使工作时稳压输出在7.6V，以使振荡频率，幅值不受电池电压的影响，并由电感L₁电容C₁滤波，提高振荡电路的抗干扰能力。八节电池串联连接，给电路提供9.5～12V，≤120mA直流电源。电池组、变压器B₁与相应充电电路，电源电路及振荡电路、开关电路和分压调节电路中桥式整流部分的所有元器件，均安装于一块160×130mm²的印刷电路板上，用螺钉固定在金属壳内的底板上，壳体为铁皮冲制，用螺丝固定在铝制框架上，外形尺寸为170×150×90mm。探头用硅钢片叠成凹形，原、副边由φ0.25mm漆包线绕制，匝数比为1250：1000，装在由塑料制成的壳体内（外形尺寸为130×70×20mm³），用填充胶固化成一体。探头3与主机间的信号传输由四芯屏蔽线与主机上的四芯航空插头连接。

图4为面板主视图，图5为本仪器总装配外形俯视图，面板用螺丝固定于框架上，面板左边是指示毫伏表头7（经过改造），右边是琴键开关（分压电阻安装在琴键开关上），调零电位器，指示灯及拨动开关，以上元件均用螺丝固定于铝质面板上。

Claims

1、一种钢质材料防腐层厚度测量仪，是由探头、直流电源、振荡电路、指示电路所组成，其特征在于：

a.探头3是用硅钢片叠成凹形铁芯，并绕有两组线圈(B₂)10，一组为激磁绕组，通过电缆线与开关电路2的BG₅集电极和电感L₁连接；另一组为测量绕组，通过电缆线与分压调节电路4中的整流桥连接；

b.由干电池组E_C及电阻R₃～R₇、电容C₁、电感L₁、稳压管D₃、发光管LED₂、三极管BG₃、BG₄、工作选择开关K₁组成的电源及稳压电路5，是从可调电阻R₆、电阻R₇取样，与标准电路R₅、D₃中的D₃两端电压比较，并由BG₄进行误差放大，控制调整管BG₃基极电流，达到稳定输出工作电压，并由电感L₁、电容C₁滤波；直流工作电压直接加至振荡电路1，并通过电感L₁给测量探头3中的激磁绕组供电；

c.由NE555集成电路IC₁、电阻R₈～R₁₀、电容C₂、C₃组成的振荡电路1，是通过R₈、R₉、C₂决定该时基电路产生固定频率和固定脉宽及稳定幅值的矩形脉冲，并经R₁₀送开关电路2的BG₅基极；

d.由分压调节电路4经改制过的毫伏电压表头7组成的指示电路，是将探头3中测量绕组产生的感生电压经D₄～D₇桥式整流后，送到由电位器W、电阻R₁₁～R₁₃、三联琴键开关K₂组成的分压调节电路降压后，输入到改制后的毫伏电压表头7。

2、根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于：改制过的毫伏电压表头7是选用44C型1.5级直流电压表头（0～75mv），并将机械零点调到原电压值最高处，正负接线柱反接于分压调节电路，根据测量不同厚度的标准试件重新刻度，第一、第二、第三档分别于标准试件为0mm、3mm和7mm厚防腐层时在原表头机械零点处调零。

3、根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于：由变压器B₁、二极管D₁、D₂、电阻R₁、R₂、三极管BG₁、BG₂、发光管LED₁组成的充电电路6，是将220伏交流电压经变压、整流后，通过开关K₁给干电池组充电。

4、根据权利要求1或2或3所述的测量仪，其特征在于：充电电路6、电源及稳压电路5、振荡电路1、开关电路2和分压调节电路4中的整流部分的所有元器件，均安装于一块160×130mm²的印刷电路板上，用螺钉固定在金属壳内的底板上，壳体为铁皮冲制，用螺丝固定在铝制框架上；面板用螺丝固定在框架上，面板左边安装经改制过的毫伏表头7，右边是三联琴键开关18（K₂），分压电阻R₁₁～R₁₃安装在琴键开关K₂上，调零电位器17（W）、指示灯15、16（LED₁、LED₂）、工作选择开关14（K₁），均用螺丝固定在铝质面板上。

5、根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于：测量探头3其用硅钢片叠成凹形铁芯9上的两组线圈10，是采用φ0.25mm漆包线绕制，匝数比为1250：1000，装在由塑料制成的壳体8内，用填充胶11固化成一体，线圈绕组引线经电缆引出孔12用四芯电费与主机上的四芯航空插头20连接。

6、根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于：振荡电路1产生的稳定幅值的矩形脉冲，其频率固定为100Hz、占空比为60％。