CZ20002684A3 - Sonda vířivého proudu s fóliovým snímačem, uspořádaným na špičce ohebné sondy, a způsob měření vířivého proudu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká sondy vířivých proudů pro zjišťování toku a tloušťky vodivého materiálu na povrchu a na spodním povrchu vodivého materiálu prostřednictvím indukování a měření vířivých proudů na povrchu tohoto materiálu.

Vynález je zejména vhodný pro prověřování povlaků na povrchu, podpovrchových prasklin a povrchových toků u kovových a polovodičových materiálů.

Sonda vířivých proudů může být rovněž využita pro měření tloušťky izolačního povlaku na kovovém nebo polovodičovém materiálu.

Dosavadní stav techniky

Sondy vířivých proudů jsou využívány k prověřování povrchových ploch kovových a polovodičových předmětů. V souladu s jedním uplatněním jsou sondy vířivých proudů používány k prověřování povrchových ploch kovových předmětů, jako jsou například lopatky rotoru u parních nebo plynových turbín. S pomocí těchto sond vířivých proudů je možno provádět nedestruktivní zkušební testy pro zjišťování stavu lopatek rotoru.

»· ’ » * · · • · · · · * · • ···· · « · «·· • · · * ♦ ··« ·♦ ··

I · « 4 ·· ··

Sondy vířivých proudů jsou uplatňovány vůči povrchu (nebo v blízkosti povrchu) kovových nebo polovodičových předmětů, které jsou prověřovány. Za účelem indukování využitelných vířivých proudů na vodivém povrchu, uplatňuje sonda elektromagnetické pole vůči tomuto povrchu za účelem indukování vířivých proudů. Toto elektromagnetické pole je vytvářeno prostřednictvím proudu v indukční (budicí) cívce sondy vířivých proudů.

Vířivé proudy, indukované na povrchu, mají poměrně nízkou energii, takže je lze nejlépe zjistit s použitím sond, umístěných přímo na povrchu nebo alespoň v jeho blízkosti. Snímací cívka v sondě vířivých proudů je umístěna na povrchovou plochu tak, že proud snímací cívky je ovlivňován povrchovými vířivými proudy. Ovlivnění proudů snímací cívky prostřednictvím povrchových vířivých proudů je měřeno zpracovatelskými obvody, spojenými se< sondou vířivých proudů.

Pro měření tloušťky izolačního povlaku jsou měřeny vířivé proudy na vodivém nebo polovodičovém povrchu pod tímto povlakem. Toto měření vířivých proudů je závislé na spojení mezi sondou vířivých proudů a předmětem s povlakem. Toto spojení mezi sondou a součástí je funkcí vzdálenosti mezi cívkami sondy a vodivým nebo polovodičovým povrchem pod izolačním povlakem. Proto tedy může být tloušťka povlaku stanovena na základě údajů o vířivých proudech, naměřených sondou.

Celá řada předmětů, které mají být zkoumány s pomocí sondy vířivých proudů, má velice složité povrchové obrysy. Například lopatka rotoru má zkroucený profilový sloupec, • 9999 « 9 • 99 9 9

9 99 » 9999 99« 9 9« 99 9 · 99 přírubu a stromeckovitou patu. Uplatňování sondy vířivých proudů na povrchové obrysy lopatky rotoru nebo jiných předmětů je velice obtížné, a to zejména s využitím roboticky ovládaných zkušebních přístrojů.

Špička sondy vířivých proudů se nemusí přizpůsobit povrchové ploše prověřovaného předmětu. Pokud není ustaven dobrý kontakt mezi sondou vířivých proudů a příslušnou povrchovou plochou předmětu, nebo pokud je mezi sondou a povrchem vzduchová mezera, pak není sonda schopna přesně měřit vířivé proudy, indukované ve vodivém nebo polovodičovém povrchu. Stejně tak může dojít ke zlomení špičky sondy, pokud je tato sonda přílišnou silou přitlačována na povrchovou plochu předmětu.

Proto tedy existuje potřeba vyvinout takovou sondu vířivých proudů, která bude dostatečně pružná a ohebná, aby se mohla přizpůsobit nerovným povrchovým tvarům, a která bude rovněž odolná proti nárazům na povrchovou plochu, která bude prověřována.

Podstata vynálezu

Za účelem odstranění shora uvedených nedostatků byla v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinuta nová sonda vířivých proudů, která obsahuje:

plášť, nos z deformovatelného materiálu, připevněný ke špičce pláště, • φ · φ φ φ φ «φ·· • ΦΦΦΦ « φ φ φφφ · φ φ φ φ • φ φ · · φ · φ · • Φ · φφ ·Φ φφ φφ ohebnou pásku, ovinutou kolem vnějšího povrchu nosu, přičemž tato ohebná páska obsahuje indukční civku a snímací cívku, spojku pro indukční cívku pro připojení indukční cívky k napájecímu zdroji, a spojku pro snímací cívku pro připojení snímací cívky k zařízení na zpracování signálů vířivých proudů.

Plášť sondy vířivých proudů je s výhodou připojitelný k dotykovému spouštěcímu spínači.

Ohebná páska s výhodou obsahuje dvojici vodivých vedení mezi indukční cívkou a spojovací dvojicí na prvním konci ohebné pásky.

Ohebná páska může rovněž s výhodou obsahovat druhou dvojici vodivých vedení mezi snímací cívkou a druhým koncem ohebné pásky, protilehlým k prvnímu konci.

Ohebná páska může dále s výhodou obsahovat zemnící odstínění, oddělující vodivá vedení, vycházející ze snímací cívky.

Vnější povrch nosu má s výhodou zaoblený tvar hrany, přičemž je nos s výhodou vyroben ze silikonového kaučuku.

Plášť sestává s výhodou z válcovitého tělesa se zahloubením na jednom konci pro uložení palce dotykového spouštěcího spínače. V tomto zahloubení je dále s výhodou

4*9 9944 4

4944 94 « 9·· · · • 4 44 9 9444

444 4 «4 4« 4· 44 uložena vinutá pružina a píst, který zabírá s dotykovým spouštěcím spínačem.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl rovněž vyvinut způsob měření vířivých proudů na povrchové ploše s využitím sondy vířivých proudů, který obsahuje následující kroky:

a) umístění špičky sondy na povrchovou plochu prověřovaného předmětu,

b) deformování špičky sondy prostřednictvím přitlačení špičky sondy na povrchovou plochu,

c) po deformování špičky sondy přizpůsobení indukční cívky a snímací cívky na špičce sondy vířivých proudů povrchové ploše, a odstranění vzduchových mezer mezi cívkami a povrchovou plochou,

d) přivádění elektrického proudu do indukční cívky pro generování vířivých proudů na povrchové ploše, a

e) zjišťování povrchových vířivých proudů prostřednictvím snímacích proudů, generovaných vířivými proudy ve snímací cívce sondy.

Způsob měření vířivých proudů podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje krok:

f) určování tloušťky nevodivého povlaku na měřeném předmětu prostřednictvím měření vířivých proudů, ww «*·* · · V · · · «··· ···· • ···♦ · · « ··· · · · · · « · · W · · · * · ··· · ·· ·· ·· ·· indukovaných indukční cívkou na vodivé povrchové ploše, ležící pod tímto povlakem.

Sonda vířivých proudů podle tohoto vynálezu je opatřena dvojicí vodivých cívek, uložených ve fóliové pásce a podložených deformovatelným nosem na snímací špičce sondy. Fóliová páska je ovinuta přes deformovatelný nos na účelem poskytnutí pružné zadní opery pro cívky a pásku. Tato pružnost umožní cívkám, pásce a nosu přizpůsobit se prověřované povrchové ploše a odolat nárazům na tuto povrchovou plochu.

Z uvedené dvojice vodivých cívek pak indukční cívka (budicí cívka) indukuje vířivé proudy na povrchu prověřovaného předmětu. Další cívka (snímací cívka) vede proud, indukovaný magnetickým tokem od vířivých proudů na vodivém nebo polovodičovém povrchu. Tento indukovaný proud ve snímací cívce je závislý na povrchových vířivých proudech a je použit pro měření intenzity těchto povrchových vířivých proudů na prověřovaném předmětu.

Fóliová páska sondy vířivých proudů sendvičově uzavírá indukční a snímací cívky mezi dvěma ohebnými fóliemi, které jsou na sebe vzájemně navrstveny. Cívky mohou být uspořádány ve středu fóliové pásky a mohou být připojeny ke koncovkám na koncích této pásky prostřednictvím paralelního vedení, rozprostírajícího se bočně podél délky fólií. Ve středovém úseku fólie může být každá z cívek uspořádána do obdélníkovitého nebo spirálovitého vinutí. Vinutí cívek mohou být společně uložena v pásce.

V » V * » » V · · • fe · · · · fefefefe fefe·· fefe · fefefe fefe fefe fe • fefe · fefefefe • fefe · fefe fefe ·· fefe

Fóliová páska s uloženými cívkami je ovinuta přes pružný nos sondy vířivých proudů. Tento nos vytváří měkkou opěrnou základnu pro fólie a cívky. Nos muže být vytvořen ze silikonového kaučuku nebo z jiného vhodného deformovatelného materiálu. Pro brusné aplikace může být použito kaučukového materiálu, jako je například VITON™, který je odolnější vůči účinkům řezné kapaliny.

Základna nosu je uspořádána na plášti sondy. Vnější povrch nosu může mít zaoblenou hranu, nebo může mít jiný vhodný tvar, přizpůsobený povrchové ploše, která má být měřena. Jak je nos přitlačován na tuto povrchovou plochu, tak se deformuje a současně se této povrchové ploše přizpůsobuje. Nos je pružný a po zvednutí od měřené povrchové plochy se navrací do svého původního tvaru.

Fóliová páska je ovinuta přes nos tak, aby hladce přilnula na vnější povrch nosu. Proto tedy tento nos vytváří opěrný povrch pro fólii a cívky, a zároveň umožňuje, aby se fólie mohla ohýbat při styku s jinou povrchovou plochou.

Jakmile je sonda vířivých proudů umístěna na povrchu předmětu, který má být prověřován, je snímací špička sondy přitlačena na tento povrch dostatečnou silou, která postačuje pro deformaci nosu, což způsobí, že se fólie a cívky přizpůsobí obrysům předmětné povrchové plochy. Jakmile se cívka přizpůsobí povrchu, jsou cívky řádně umístěny na povrchu za účelem indukování a měření vířivých proudů na tomto povrchu.

Zploštěním cívek na povrchu jsou cívky umístěny těsně v bezprostřední blízkosti povrchu, takže jsou rovněž _n φ φ · · φ φ φ φφφφ

O φ φφφφ φ φ · φφφ · φ φφ φ φ φ φφ φφ»·* φφφ φ φφ φφ φ· φφ odstraněny vzduchové kapsy mezi cívkami a povrchem. Jelikož je indukční cívka na povrchu, pak proud v této cívce může být poměrně slabý pro účely indukování měřitelných vířivých proudů na vodivém nebo polovodičovém povrchu.

Blízkost snímací cívky k povrchové ploše rovněž umožňuje indukování poměrně silných proudů v této cívce v důsledku působení vířivých proudů na povrchu. Proto je tedy schopnost cívek přizpůsobit se povrchové ploše prověřovaného předmětu velmi významným znakem předmětné sondy vířivých proudů.

Uplatňování fóliové pásky a cívek předmětné sondy vířivých proudů přímo na povrchu je možno provádět v důsledku využití deformovatelného nosu na sondě vířivých proudů. Jak se tato sonda pohybuje do styku s povrchovou plochou, je fólie nejprve pevně přitisknuta na povrchovou plochu prostřednictvím nosu sondy. Jak se tento nos deformuje působením síly mezi nosem a povrchovou plochou, tak se fólie zplošťuje na této povrchové ploše a v důsledku toho poskytuje dobrý kontakt a styk mezi fóliovou páskou a povrchovou plochou. Proto je tedy deformovatelný nos velice užitečný pro účely přizpůsobení se cívek povrchové ploše, v důsledku čehož je zajištěno dobré měření vířivých proudů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

» · 0 0 » » » ♦ · • · · 0 0 * 0 0 0 «

0000 · 0 0 000 0 0 0 0 0 • 00 0 0000

000 0 00 00 00 00 obr. 1 znázorňuje sondu vířivých proudů podle tohoto vynálezu při měření vířivých proudů na povrchu prověřovaného předmětu;

obr. 2 znázorňuje boční pohled na sondu vířivých proudů podle obr. 1 v sestaveném stavu;

obr. 3 znázorňuje rozložený pohled na jednotlivé součásti sondy vířivých proudů podle obr. 1;

obr. 4 znázorňuje půdorysný pohled na ohebnou pružnou fólii s uloženými cívkami, která je součástí sondy vířivých proudů, znázorněné na obr. 1; a obr. 5 znázorňuje pohled v řezu na fólii, vyobrazenou na obr. 4, přičemž řez je veden podél čáry 5-5 z obr. 4.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněna sonda 10 vířivých proudů, která indukuje a snímá vířivé proudy 12 na povrchu 14 předmětu 16, například lopatky turbíny, kterýžto předmět je touto sondou 10 prověřován. Špička 18 sondy 10 vířivých proudů je opatřena indukční cívkou 20 (nebo budicí cívkou), do které je přiváděn střídavý proud z napájecího zdroje 27. Střídavý proud z napájecího zdroje 27 proudí indukční cívkou 20 a vytváří magnetické pole, které tuto indukční cívku 20 obklopuje. Magnetický tok z indukční cívky 20 vytváří vířivé proudy 12 na povrchu 14 předmětu 16 a v blízkosti špičky 18 sondy 10 vířivých proudů.

·*« · · · * * · ♦ · • ··«· · · · ·9· · · · · · • · · t ·«··· ·*♦ · ·· ·· · «·

Špička 18 sondy 10 vířivých proudů je opatřena snímací cívkou 22. Tato snímací cívka 22 je citlivá na vířivé proudy 12 na povrchu 14 předmětu 16, který je prověřován, a v blízkosti špičky 18 sondy IQ vířivých proudů 12. Tyto vířivé proudy 12 působí na magnetické pole v bezprostřední blízkosti povrchu 14 předmětu .16. Snímací cívka 22 je v tomto magnetickém poli generována prostřednictvím vířivých proudů 12 na povrchu 14 předmětu 16. Magnetický tok z těchto vířivých proudů 12 působí na proud ve snímací cívce 22. Toto působení povrchových vířivých proudů 12 na proud ve snímací cívce 22 je snímáno prostřednictvím zpracovatelských obvodů 25, připojených k sondě 10 vířivých proudů 12.

Sondou 10 vířivých proudů 12 může být pohybováno z jednoho místa na povrchu do druhého, a to prostřednictvím souřadnicového měřicího přístroje 23 nebo přístroje číslicově řízeného počítačem (CNC). Jak se sonda 10 vířivých proudů 12 pohybuje z jednoho místa na povrchu do druhého, je prováděno měření vířivých proudů 12 v každém místě, přičemž jsou jeho výsledky analyzovány prostřednictvím zpracovatelských obvodů 25. Údaje o vířivých proudech 12 ze zpracovatelských obvodů 25 jsou přiváděny na displej 29 vířivých proudů nebo na jiné ústrojí, kde jsou údaje o vířivých proudech vyhodnocovány a uváděny do vzájemného vztahu s místy na povrchu, kde byly tyto údaje získány.

Proudy ve snímací cívce 20 v sondě 10 vířivých proudů 12 poskytují informace o vířivých proudech 12 na povrchu 14 předmětu 16, který je prověřován. Proudové signály ze snímací cívky sondy 10 vířivých proudů 12 jsou analyzovány prostřednictvím zpracovatelských obvodů 25 za účelem vytváření informací o tom, zda došlo k náhlé změně vířivých • 9 9

9999 9

9 9 9 «9 9 • 9 · 9 9 9 9 • 999 9 9 9 9 9

9 99 9 9 9 * 9 • 99 9 99 ·9 99 9· proudů v některém místě na povrchu, což by mohlo svědčit o prasklině nebo trhlině na tomto povrchu.

Proudové signály ze snímací cívky rovněž poskytují informace o relativní velikosti vířivých proudů na jednom miste povrchu v porovnání s jiným místem na povrchu. Zpracovatelské obvody 25 vytvářejí informace ve formě záznamu, displejového zobrazení a/nebo grafu, které ukazují, kde na povrchu předmětu jsou vířivé proudy silné, a kde jsou slabé.

Pokud je vodivý povrch opatřen nevodivým povlakem 31, potom mohou vířivé proudy proudit na vodivém spodním povrchu 33 pod tímto nevodivým povlakem 31. Sonda 10 vířivých proudů je oddělena od vířivých proudů 12 tloušťkou nevodivého povlaku 31. Relativní intenzita vířivých proudů, která je snímána sondou 10, může být v důsledku tloušťky nevodivého povlaku 31 nad vodivým povrchem. Proto může být tedy tato relativní intenzita vířivých proudů ze signálu, snímaného snímací cívkou, využita pro měření tloušťky nevodivého povlaku 31 nad vodivým spodním povrchem 33. Porovnáním informací, získaných sondou 10 a udávajících, kde jsou vířivé proudy silné, a kde jsou slabé, může být zjištěna relativní tloušťka povlaku na povrchu předmětu.

Na vyobrazení podle obr. 2 je znázorněno jedno provedení sondy 10 vířivých proudů, přičemž je tato sonda 10 opatřena kovovým pláštěm 24 ve tvaru střely, špičkou 18 sondy 10 na jednom konci pláště 24, a základnou 38, která tvoří montážní opěru pláště 24 a sondy 10. Špička 18 sondy 10 obsahuje dvojici cívek, a to indukční cívku 20 a snímací cívku 22, které jsou uloženy ve fóliové pásce 26. Tato fóliová páska 26 »4« · * « · 4 4 4 4

44·· 4 · · 444 4 4 4 4 · « 44 · 4 · 4 4

444 · 4« 44 44 4« je ovinuta kolem předního konce nebo nosu 28, vytvořeného z měkkého a tvarovatelného materiálu.

Snímací cívky 20 a 22 ve fóliové pásce 26 jsou vyrovnány přes špičku nosu 28 tak, aby byly na vnějším konci sondy 10 vířivých proudů. Protilehlé konce 30 (z nichž jeden je znázorněn na vyobrazení podle obr. 1, zatímco druhý je skryt) fóliové pásky 26 jsou připevněny k malým úsekům desky 32 s plošnými spoji (PCB), která je připevněna ke kovovému plášti 24 sondy 10.

Dráty 34 ve fóliové pásce 26 spojují desku 32 s plošnými spoji s cívkami 20 a 22. Deska 32 s plošnými spoji je opatřena elektrickými koncovkami 35, které připojují dráty a cívky ve fóliové pásce k vnějšímu elektrickému spojení. Přívodní dráty 36, připojené ke koncovkám desky 32 s plošnými spoji (PCB), připojují cívky a jejich dráty ke zpracovatelským obvodům 25 a k napájecímu zdroji 27. Kromě toho se mezi deskou 32 s plošnými spoji (PCB) a špičkou nosu 28 fóliová páska 26 zužuje do zúženého krčku 38 fóliové pásky 26 za účelem usnadnění jejího ovinutí kolem nosu 28 sondy 10.

Sonda 10 může být připojena k souřadnicovému měřicímu přístroji 23 nebo k přístroji, číslicově řízenému počítačem (CNC), který přesně umísťuje špičku sondy 10 na povrchu 14 předmětu 16, který je prověřován. Souřadnicový měřicí přístroj 23 určuje polohu na povrchu, ve které má být provedeno měření vířivých proudů. Počítač (na vyobrazeních neznázorněno) uvádí do vzájemného vztahu umístění sondy 10 na povrchu s údaji o vířivých proudech, získanými od této sondy 10. Toto uvedení do vzájemného vztahu umožňuje, aby • 9 ·»·· ·

9 · 9 9 9 9 • 9 9 · 9 · 9 9 • * 999 9 9 9 9 9

99 9 9999

9·· 9 99 99 99 99 byly údaje o vířivých proudech převedeny na zobrazení nebo výkres povrchu předmětu, který je měřen.

Sonda 10 vířivých proudů může být připojena k dotykovému spouštěcímu spínači £0, jako je například spínač Renishaw™ TP2. Tento dotykový spouštěcí spínač 40 vytváří signál, pokud se špička sondy 10 vířivých proudů dotkne povrchu předmětu. Pokud je sonda 10 vířivých proudů připojena k dotykovému spouštěcímu spínači £0, je signál generován tímto spínačem 40 tehdy, pokud se špička 18 sondy 10 vířivých proudů 12 dotkne povrchu předmětu.

Dotykový spouštěcí spínač 40 může být seřízen tak, aby byla nastavena příslušná velikost síly, působící na špičku 18 sondy 10, která vyvolá generování signálu dotykovým spínačem £0. Nastavení síly pro dotykový spouštěcí spínač £0 může být zvoleno tak, že bude postačující k tomu, aby špička 18 sondy 10 vířivých proudů byla pevně přitlačena na povrch předmětu který je měřen, a aby byl v důsledku toho deformován nos 28 a přimáčknuty a zploštěny cívky 20 a 22 na povrchu.

Dotykový spouštěcí spínač 40 zajišťuje, aby byly cívky 20 a 22 pevně přitlačeny k povrchu před generováním signálu, takže je sonda 10 vířivých proudů na svém místě na povrchu. Kromě toho pak dotykový spouštěcí spínač 40 zajišťuje, že síla mezi špičkou 18 sondy 10 a povrchem má v podstatě stejnou velikost v každém okamžiku měření vířivých proudů na povrchu. Signál z dotykového spouštěcího spínače 40 může být rovněž využit pro započetí měření vířivých proudů v určitém místě na povrchu, zvoleném souřadnicovým měřicím přístrojem 23.

• i · · · * · fefefefe fe fefefefe fefe · fefefe fefe fefe fe fe fe fefe fefefefe· fefefe · fefe fefe fefe ··

Za provozu pak souřadnicový měřicí přístroj 23 pohybuje sondou 10 vířivých proudů do předem stanovené polohy na povrchu předmětu, který je prověřován. V této poloze na povrchu je špička sondy vířivých proudů přitlačena na povrch, až se měkký nos 28 sondy 10 deformuje, v důsledku čehož se cívky 20 a 22 přizpůsobí obrysům povrchu. Pokud síla, působící na špičku sondy z povrchu předmětu, překročí sílu, nastavenou dotykovým spouštěcím spínačem 40 je tímto spínačem generován signál, který zastaví pohyb sondy vířivých proudů, prováděný souřadnicovým měřicím přístrojem, a který zahájí postup měření vířivých proudů. Tento postup je opakován pokaždé, kdy se sonda vířivých proudů přesune do nového místa na povrchu předmětu, který je prověřován.

Na vyobrazení podle obr. 3 je znázorněn rozložený pohled na sondu IQ vířivých proudů. Plášť 24 je opatřen kruhovým zahloubením 42, do kterého je uložena pružina 44, přičemž je použito pístu 46 pro připojení sondy 10 vířivých proudů k dotykovému spouštěcímu spínači £0. Válcový plášť 24 je uložen na kolík na konci dotykového spouštěcího spínače 40 (znázorněno na obr. 3 prostřednictvím dotykového palce 48 spínače).

V drážce 50 na straně pláště 24 je uložen šroub 52, vyčnívající ven ze strany dotykového spouštěcího spínače 40. Spojení drážky 50 a šroubu 52 umožňuje omezený vzájemný vratný pohyb mezi sondou 10 vířivých proudů a dotykovým spouštěcím spínačem 40. Píst 4 6 dosedá na konec dotykového spouštěcího spínače 40, přičemž pružina 44 předepíná sondu 10 vířivých proudů směrem ven od dotykového spouštěcího

-.- · » ·«#· •·· ··· · ·· · ·*·· « · · «·· · · « · · « » · ··«·· ··· · ·* ·· »· ·* spínače 40. Tuhost pružiny 44 musí být pevnější, než tuhost deformovatelného nosu 28 na sondě 10 vířivých proudů.

Jakmile se špička 18 sondy 10 vířivých proudů dotkne povrchu, tak se nos deformuje a pružina 44 poté umožňuje, aby se sonda 10 vířivých proudů mírně zasunula do dotykového spouštěcího spínače 40, až se dotykový palec 48 dotkne dna kruhového zahloubení 42 v plášti 24 sondy 10 vířivých proudů. Jakmile se dotykový palec 48 dotkne dna zahloubení 42 sondy 10, tak dotykový spouštěcí spínač 40 vydává signál k zastavení dalšího pohybu sondy vířivých proudů, prováděného souřadnicovým měřicím přístrojem 23.

Měkký nos 20 je připevněn k přednímu konci pláště 24 prostřednictvím lepidla. Tento nos může být vytvořen ze silikonové pryže nebo z materiálu Viton™, a může mít vnější povrch vytvarován jako zaoblenou hranu. Tvar nosu může být proveden v závislosti na obrysech povrchu, na kterém bude tento nos umístěn. Nos je záměrně deformovatelný tak, aby byla vytvářena plochá styková oblast s povrchem při přitlačení nosu na tento povrch.

Cívky 20 a 22 a fóliová páska 26 jsou sendvičově uloženy mezi stykovou plochou nosu 20 a povrchem, a to za tím účelem, aby bylo zajištěno řádné umístění cívek na povrchu. Jelikož se nos deformuje, může se jak tento nos, tak i cívky snadno přizpůsobit nepravidelnostem povrchu nebo mírným nevyrovnanostem mezi sondou a povrchem.

Fóliová páska 26 je ovinuta kolem vnějšího povrchu nosu 20. Nos 20 vytváří zadní rubovou stranu, jakož i operu pro fóliovou pásku 26. Fóliová páska 26 může být připevněna

9

9

9 · 9 • 999999 • 9 9

999 9 k nosu 20 prostřednictvím lepidla a připevněním konců pásky 26 k desce 32 s plošnými spoji. Cívky 20 a 22 ve fóliové pásce 26 jsou vyrovnány s hranou nosu 20 tak, aby byly na vnějším nejvzdálenějším konci sondy 10 vířivých proudů.

Na vyobrazení podle obr. 4 je znázorněn půdorysný pohled na pás ohebné fóliové pásky 26 spolu s uloženými cívkami 20 a 22. Páska 26 je vytvořena z horního fóliového filmu a ze spodního fóliového filmu s cívkami 20 a 22 a dráty 34 sendvičově uloženými mezi a na fóliových páskách. Fóliové pásky mohou být provedeny z materiálu KAPTON™ s měděným potahem.

Pro vrstvení horních a spodních fóliových filmů a pro utěsnění cívek ve fóliové pásce je použito lepidla. Toto lepidlo může být vytvrzeno teplem po sestavení horních a spodních fóliových filmů a cívek do fóliové pásky. Dráty a cívky jsou uspořádány mezi filmy, přičemž jsou filmy, dráty a

cívky navrstveny prostřednictvím kompozitní fóliovou pásku.	tepla tak,	že	vytvářejí
Cívky 20 a 22 mohou být	uspořádány	jako	soustava
obdélníkových drátěných smyček,	které jsou	menší	a menší

směrem ke středu obdélníkového uspořádání. Alternativně mohou být cívky provedeny jako drátěné spirály v kruhovém uspořádání. Takovéto uspořádání cívek je znázorněno v patentovém spise US 4 593 245 stejného majitele o názvu „Způsob zjišťování toku v polovodičovém materiálu s pomocí vířivých proudů.

• « • · ···· φ ·

Na vyobrazení podle obr. 5 je znázorněn pohled v řezu na fólii, na kterém jsou vidět vrstvené fóliové vrstvy, které nesou konstrukce cívek.

Konstrukce cívek mohou být například uloženy na první fóliové vrstvě 64, na druhé fóliové vrstvě 66 a na třetí fóliové vrstvě 68, které jsou na sobě vzájemně naskládány. Tyto vrstvy jsou na sobě navrstveny s pomocí na teplo citlivého lepidla 69.

Horní první fóliová vrstva 64 je opatřena jednou snímací cívkou 22 a jednou indukční (budicí) cívkou 20. Druhá fóliová vrstva 66 je opatřena druhou budicí cívkou 70, a třetí fóliová vrstva 68 je opatřena druhou snímací cívkou 72. Elektrické spojení od jednoho konce budicí cívky v první fóliové vrstvě 64 prochází touto první fóliovou vrstvou 64 k budicí cívce ve druhé fóliové vrstvě 66, čímž je vytvořen uzavřený obvod budicích cívek.

Zpětné vedení vodicí cívky ve druhé fóliové vrstvě 66 je vedeno přes první fóliovou vrstvu 64. Zpětné vedení pro obvod budicích cívek končí na pozlaceném kontaktu na horní straně první fóliové vrstvy 64 a v blízkosti vstupního vedení pro budicí cívku v první fóliové vrstvě 64.

Snímací cívka je rovněž uspořádána na první fóliové vrstvě 64 a prochází druhou fóliovou vrstvou 66 za účelem spojení se snímací cívkou na třetí fóliové vrstvě 68. Zpětné vedení pro snímací cívku vede od třetí fóliové vrstvy 68 přes druhou fóliovou vrstvu 66 a první fóliovou vrstvu 64, načež končí na pozlaceném kontaktu na horní straně první fóliové

V • 4 *

44444» • 4 · ♦

444 4 4 · · vrstvy 64. Veškeré elektrické doplňky pro připojení k cívkám mohou být skutečně vedeny do horní vrstvy.

Budicí cívky jsou zapojeny do série. Jsou jimi obdélníkovité spirálovité cívky. Snímací cívky jsou uspořádány jako jeden nebo několik závitů na každé první fóliové vrstvě 64 a třetí fóliové vrstvě 68. Snímací cívky mohou být rovněž zapojeny do série pro uplatnění při zjišťování tloušťky povlaku na vodivé povrchové ploše. Jsou možné i jiné kombinace zapojení, jako například paralelní nebo dvojité zapojení vyvážené dvojice pro diferenciální provoz.

Každá z uvedených budicích a snímacích cívek v první fóliové vrstvě 64 je pečlivě vyrovnána s budicí nebo snímací cívkou, ležící pod ní. Montážní otvory jsou rovněž velice pečlivě umístěny v závislosti na konstrukci cívek. Regulování těchto geometrických parametrů lze možno dosahovat udržování velice konzistentního výkonu od jedné fólie sondy ke druhé.

Cívky jsou uspořádány na tenkých plátcích z materiálu KAPTON™, které tvoří opěru pro mědí pokovené vzory. Uvedené plátky jsou spolu vzájemně spojeny s pomocí lepidla. Obvykle je nepokovený plátek z materiálu KAPTON™ připojen k horní části první fóliové vrstvy 64 a ke spodní části třetí fóliové vrstvy 68. Pozlacené kontakty nejsou pokryty vrstvou materiálu KAPTON™. Vinuté cívky mohou mít rovněž jiné, než obdélníkovité uspořádání, mohou mít například kruhové, spirálovité nebo eliptické uspořádání.

Fóliová páska obsahuje indukční cívku 20 a snímací cívku 22, jakož i dráty 34, které vedou od cívek ke kovovým kontaktům 54 na opačné straně pásky. Dráty 21/ vedoucí k indukční cívce 20, mohou vést ke dvojici kontaktů 54 na pravém konci pásky, zatímco dráty, které vedou ke snímací cívce 22, mohou vést k jiné dvojici kontaktů 54 na levém konci pásky nebo naopak. Dráty a cívky mohou být z tenkých měděných drátků, majících šířku zhruba dvě tisíciny palce a tloušťku mezi 0,1 až 0,5 tisícin palce.

Na opačných stranách drátů, vedoucích od cívek ke kontaktům 54, jsou uspořádány uzemňovací pásky 70. Uzemňovací páskou je vodivá páska, například měděná, která poskytuje elektromagnetické odstínění pro cívky a dráty. Uzemňovací pásky mohou být opatřeny kontakty 58, které jsou připojeny k vodivým koncovkám 60 (viz obr. 2), přiřazeným k uzemňovací pásce. Konce fóliové pásky 26 jsou opatřeny otvory 60, kterými procházejí šrouby 62 (viz obr. 2), určené pro připevnění pásky a desky 32 s plošnými spoji ke kovovému plášti 24 sondy.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve vztahu ke svému výhodnému provedení, není tento předmět vynálezu nikterak omezen pouze na toto příkladné výhodné provedení, neboť naopak pokrývá různé modifikace a ekvivalentní uspořádání, spadající do myšlenky a rozsahu připojených patentových nároků.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sonda vířivých proudů, vyznačující se tím, že obsahuje:

   plášť, nos z deformovatelného materiálu, připevněný ke špičce pláště, ohebnou pásku, ovinutou kolem vnějšího povrchu nosu, přičemž tato ohebná páska obsahuje indukční cívku a snímací cívku, spojku pro indukční cívku pro připojení indukční cívky k napájecímu zdroji, a spojku pro snímací cívku pro připojení snímací cívky k zařízení na zpracování signálů vířivých proudů.
2. 2. Sonda vířivých proudů podle vyznačující se tím, že připojitelný k dotykovému spouštěcímu spínači nároku plášť

   1, je
3. 3. Sonda vířivých vyznačující se obsahuje dvojici vodivých spojovací dvojicí na prvním proudů podle nároku 1, tím, že ohebná páska vedení mezi indukční cívkou a konci ohebné pásky.
4. 4. Sonda v y z n a č u vířivých proudů ící se tím, podle že ohebná nároku 3, páska

   4 *

   4 4 • · 4 • 4*4 • 4 · · φ 444 4 ♦

   444 4 4. ·· ·· ·’ obsahuje druhou dvojici vodivých vedení mezi snímací cívkou a druhým koncem ohebné pásky, protilehlým k prvnímu konci.
5. 5. Sonda vířivých proudů podle nároku 4, vyznačující se tím, že ohebná páska obsahuje zemnící odstínění, oddělující vodivá vedení, vycházející ze snímací cívky.

   6. Sonda vířivých proudů podle nároku 1, vyznačující se tím , že vnější povrch nosu má zaoblený tvar hrany. 7. Sonda vířivých proudů podle nároku 2, vyznačující se tím , že nos obsahuje silikonový kaučuk. 8. Sonda vířivých proudů podle nároku 1, vyznačující se tím , že plášť má válcovité těleso se zahloubením na jednom konci pro uložení palce

   dotykového spouštěcího spínače.
6. 9. Sonda vířivých proudů podle nároku 8, vyznačující se tím, že v zahloubení je dále uložena vinutá pružina a píst, který zabírá s dotykovým spouštěcím spínačem.
7. 10. Způsob měření vířivých proudů na povrchové ploše s využitím sondy vířivých proudů, vyznačující se tím, že obsahuje následující kroky:

   • · · * φφφφ φ • · «φφ φ φ · · * • φ ♦ · φφ φφ

   g) umístění špičky sondy na povrchovou plochu prověřovaného předmětu,

   h) deformování špičky sondy prostřednictvím přitlačení špičky sondy na povrchovou plochu,

   i) po deformování špičky sondy přizpůsobení indukční cívky a snímací cívky na špičce sondy vířivých proudů povrchové ploše, a odstranění vzduchových mezer mezi cívkami a povrchovou plochou,

   j) přivádění elektrického proudu do indukční cívky pro generování vířivých proudů na povrchové ploše, a

   k) zjišťování povrchových vířivých proudů prostřednictvím snímacích proudů, generovaných vířivými proudy ve snímací cívce sondy.
8. 11. Způsob měření vířivých proudů podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok:

   l) určování tloušťky nevodivého povlaku na měřeném předmětu prostřednictvím měření vířivých proudů, indukovaných indukční cívkou na vodivé povrchové ploše, ležící pod tímto povlakem.