Wynalazek dotyczy sposobu pomiaru grubosci scianek z materialów, ferromagnetycznych i u- rzadzenia do wykonywaniia tego sposobu.Czesto jest konieczne wykonanie pomiaru grubosci wyrobów z materialów ferromagnetycz¬ nych np. rur zelaznych, w których scianka jest dostepna tylko z jednej strony, a material ma byc zbadany na uszkodzenia wewnetrzne.Taki przypadek zachodzi przy badaniu ukla¬ du rur w koliach parowych, gdzie ma byc do¬ konany szybki pomiar duzej liczby miejsc ba¬ danych i nalezy wskazac rury, w których na¬ stapilo oslabienie scianki na skutek korozji.Wyznaczanie miejsc uszkodzonych jest utrud¬ nione wobec niedogodnego otoczenia, w któ¬ rym ma byc przeprowadzana praca, jak rów¬ niez wobec tego, ze powierzchnia wmontowa¬ nych rur xaesto juz ulegla korozji, a jest po¬ kryta osadem popiolu i zuzla.Metody pomiarów za pomoca ultradzwieków i sposoby, w których stosuje sie promienie rent¬ genowskie lub promienie gamma w tym przy¬ padku zawodza, gdyz wymagaja odpowiednie-? go przygotowania powierzchni a oprócz tego zajmuja duzo czasu. Tak samo nie nadaja sie w tym przypadku zadne metody pomiarów ma¬ gnetycznych przy badaniach materialowych o- partych na wyznaczaniu natezenia pól magne* tycznych, gdyz w przypadku chropowatych i zanieczyszczanych powierzchni rur natezenie pola magnetycznego wewnatrz mierzonego ma* terialu nie moze byc wyznaczone z dosjtajtecz^ na dokladnoscia.Wymienione wady usuwa wynalazek, który opiera sie na zasadzie opisanej ponizej* Jezeli w materiale zelaznym wytworzy gie za pomoca zewnetrznego zródla zmienne gj&u* soidalne pole magnetyczne, to w maAeriale wy-kazujacym okreslona przewodnosc elektryczna wzbudzaja sie prady wirowe.Prady wirowe wewnatrz materialu przewo¬ dzacego odcMalywuJa na modul i faze wektora zmiennego pola magnetycznego. Obydwie wy¬ mienione wielkosci zmieniaja sie od powierz¬ chni materialu w sposób ciagly w zaleznosci od wlasciwosci tworzywa, tzn. jego przewod¬ nosci i przenikalnosci magnetycznej oraz w za¬ leznosci od ogólnej grubosci mierzonej scianki.Gdy zmienne pola magnetyczne malej czesto¬ tliwosci, wytworzone w mierzonej sciance zo-. stanie odekranowane w odpowiednim miejscu pomiaru, to wplyw pradów wirowych powodu¬ je, ze pole magnetyczne w miejscu pomiaro¬ wym jest przesuniete w fazie wzgledem wzbu¬ dzajacego pola magnetycznego. To przesunie¬ cie fazowe wyzyskuje sie w sposobie wedlug wynalazku do pomiaru grubosci scianki ma¬ terialów ferromagnetycznych. Sposób wedlug wynalazku umozliwia równiez pomiar materia¬ lów, których powierzchnia jest chropowata i zanieczyszozonia i w których natezenie pola magnetycznego powstajacego wewnatrz mate¬ rialu nie moze byc ani wyznaczone, ani okre¬ slone pod wzgledem wielkosci.Sposób wedlug wynalazku stosuje mowa i ory¬ ginalna metode, w której mierzona grubosc scianki jest okreslana na zasadzie róznicy fa¬ zy miedzy wektorem pola magnetycznego wzbu¬ dzajacego i wektorem pola wzbudzonego.Sposób wedlug wynalazku moze byc zasto¬ sowany z pozytkiem do celów pomiarowych w przypadkach omówionych, za pomoca urza¬ dzenia wedlug wynalazku.Na rysunku uwidoczniono przyklad wykona¬ nia urzadzenia wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój schematyczny czuj¬ nika z permaloju, fig. 2 — uklad czujnika z permaloju podczas pomiaru, fig. 3 — uklad polaczen urzadzenia, fig. 4 — uklad dyskrymd- natora fazowego i fig. 5 — przebieg pradu i napiecia, W urzadzeniu wedlug wynalazku mozna za¬ stosowac znany czujnik permalojowy, którego konstrukcja jest uwidoczniona na fig. h W szklanej rurce wloskowatej 1 jest umiesz¬ czony rdzen permalojowy, a na rurce jest na¬ winieta cewka 3. Dwa jednakowe elementy sa polaczone w szereg w ten sposób, ze kierunki uzwojen cewek 3 sa odwrotne. Na calosc jest nawinieta cewka 4.- Gdy przez cewki 3 przepuszcza sie prad zmienny o czestotliwosci sredniej lub wielkiej, to na zaciskach cewki 4 nie wzbudza sie zadne napiecie, gdyz dzialanie obu cewek 3 znosi sie na skutek odwrotnych kierunków uzwojenia.Gdy caly ten czujnik umiesci sie w polu ma¬ gnetycznym, to na skutek przesycenia rdzeni permalojowych wzbudza sie w uzwojeniu 4 si¬ la elektromagnetyczna o podwójnej czestotliwo¬ sci, której wielkosc w okreslonych granicach i przy odpowiednio dobranym pradzie w cew¬ ce 3 odpowiada wielkosci pola magnetycznego, w którym znajduje sie czujnik.Przyklad zastosowania czujnika permalojowe- go jest przedstawiony schematycznie na fig. 2, Palak 7 wykonany z blach transformatorowych stanowi elektromagnes, za pomoca którego prad zmienny, przepuszczony przez cewke 8, wytwarza zmienne pole magnetyczne w przed¬ miocie 9 podanym pomiarowi. Pomiedzy biegu¬ nami elektromagnesu 7, 8 jest umieszczona oslo¬ na ekranujaca 5, w której znajduje sie czuj¬ nik permalojowy 6.Pola magnetyczne, przebiegajace tuz pod po¬ wierzchnia, odpowiada na zasadzie praw fi¬ zycznych prawie dokladnie polu, przebiegajace¬ mu tuz ponad powierzchnia badanego przedmio¬ tu 9. Gdy powierzchnia miejsca pomiarowego jest odekranowana we wlasciwy sposób od po¬ la rozproszenia elektromagnesu 7, 8, np. za po¬ moca oslony 5, otaczajacej czujnik 6 i wraz z nia przylega scisle do badanej powierzchni, to dzieki temu pod wspomniana oslona nde mo¬ ze wystapic zadne zewnetrzne pode •magnetyczne, lecz pozostaje tam tylko zmienne pole magne¬ tyczne, przebiegajace, tuz przy powierzchni ba¬ danego przedmiotu.W sposobie pomiaru wedlug wynalazku wy¬ zyskuje sie przesuniecie fazowe miedzy zmien¬ nym polem magnetycznym, przebiegajacym tuz przy powierzchni badanego przedmiotu, a zmien¬ nym polem elektromagnesu 7, 8, który wywo¬ luje pole. Jak wynika z rozwazan teoretycznych i doswiadczen przesuniecie fazowe pola magne¬ tycznego dla okreslonego tworzywa zalezy od grubosci scianki, znajdujacej sie pod czujnikiem.Na fig. 3 litera Gi przedstawia generator wy¬ twarzajacy sinusoidalny prad zmienny malej czestotliwosci. Prad ten zasila cewke magne¬ sujaca 8 elektromagnesu 7, 8.Inny generator G2 wytwarza prad zmienny o wielokrotnie wiekszej czestotliwosci niz ge¬ nerator Gr Prad ten zasila n cewki 3 czujnika permaloj owego wedlug fig. 1. Na zaciskach cew¬ ki wskaznikowej 4 tego czujnika wytwarza sie prad zmienny wielkiej czestotliwosci i te cze¬ stotliwosc moduluje sie nastepnie niska czesto¬ tliwoscia pradu cewki 8 elektromagnesu 7, 8, — % —Aby modulacja tego zmiennego napiecia wyz¬ szej czestotliwosci przebiegala jednoznacznie na¬ lezy umiescic czujnik permalojowy w trwalym polu magnetycznym stalym. Pode to musi mdec przynajmniej takie natezenie, zeby sumaryczne pole magnetyczne, które stanowi sume sklado¬ wej jednokierunkowej oraz skladowej zmiennej malej czestotliwosci podlegajacej pomiarowi, ni¬ gdy nie spadlo do zera.Wedlug wynalazku nakladanie poda. magne¬ tycznego jedno-kierunkowego i zmiennego moze byc dokonane w rozmaity sposób, np. w ten sposób, ze prad zmienny wzbudzajacy elektro¬ magnes 7, 8 wedlug fig. 2 posiada skladowa pra¬ du stalego, która wzbudza zadana skladowa wyprostowana pola magnetycznego pod czujni¬ kiem wskaznikowym 6, albo tez w poblizu elek¬ tromagnesu 7, 8 jest umieszczony jeden lub Mi¬ ka magnesów trwalych 12, jak na fig. 2, lub tez do przewodu cewki 4 czujnika permadojowe- go wedlug fig. 1 zostanie przylaczone zródlo pradu stalego (E na fig. 3) przez dostatecznie duzy opornik R.Napiecie zmienne wielkiej czestotliwosci, po- .wstajace na zaciskach 4 czujnika perrnalojowe- go i zmodulowane napieciem zmiennym malej czestotliwosci, zostaje doprowadzone do wzmac¬ niacza Z1 gdzie zostaje wzmocnione, po czym zdemodulowame w demodulatorze D.Z demodulatora D wychodzi prad zmienny malej czestotliwosci, którego przesuniecie fazo¬ we mozna zmierzyc. Prad ten jest doprowadzo¬ ny do drugiego wzmacniacza Z2, a stamtad do dyskryminatora fazowego F. Wzmacniacz selek¬ tywny Z2 jest nastrojony na mala czestotliwosc pradu dostarczanego z generatora Gr Taki uklad ma na celu usuniecie skladowych wyz¬ szych harmonicznych, które przeszkadzalyby przy dalszym pomiarze.Ze wzmacniacza Z2 przechodzi prad s'nu- soidalny malej czestotliwosci do wspomnianego juz dyskryminatora fazowego F. W dyskrymina- torze F nastepuje porównanie fazy wspomnia¬ nego pradu sdnusoidalnego malej czestotliwo¬ sci z faza pradu magnesujacego malej czestotli¬ wosci, który jest wytwarzany w generatorze Gt i przeplywa przez cewke 8 edektromagnesu 7,8.Pomiar fazy wskazuje miernik pradu stalego U, którego podzialfca jest wyskalowana bezposred¬ nio w milimetrach. Wskazanie tego przyrzadu odpowiada grubosci badanej scianki.Przyklad,wykonania dyskryminatora fazowe¬ go F jest przedstawiony na fig. 4. Do zacisków 1 — 3 jest doprowadzone ze wzmacniacza Z2 wedlug fig. 3 wzmocnione napiecie malej cze¬ stotliwosci, którego faza zostaje porównana z fa¬ za magnetyzujacego pradu malej czestotliwosci.Zacisk 1 jest przylaczony do katody lampy wzmacniajacej Ev a zacisk 3 do siatki tej lampy poprzez duzy opornik Rv na który oddzialywa ujemna pólfala napiecia sinusoidalnego, przylo¬ zona do zacisku 3.Skoro tylko napiecie na zacisku 3 przekroczy wartosc zerowa, na oporniku R± powstaje spa¬ dek napiecia pod wplywem pradu w obwodzie siatki. Potencjal siatki lampy E± posiada war¬ tosc zerowa przez caly czas trwania dodatniej pólfali pradu. W ciagu tego czasu przez uzwo¬ jenie pierwotne transformatora Tr przeplywa staly prad, odpowiadajacy potencjalowi zero¬ wemu siatki. Skoro tylko napiecie na zacisku 3 znów przekroczy wartosc zerowa osiagajac war* tosci ujemne znika natychmiast prad w obwo¬ dzie siatki i siatka znajduje sie pod dzialaniem ujemnej pólfali napiecia sinusoidalnego.'Poniewaz wartosc maksymalna wzmocnione¬ go pradu zmiennego malej czestotliwosci waha sie w granicach od kilkadziesiat do kilkuset wol¬ tów prad anodowy, przeplywajacy przez tran¬ sformator Trzanika natychmiast skoro tylko po¬ tencjal siatki spadnie o kilka woltów ponizej zera osiagajac wartosci ujemne. Prad anodowy posiada wartosc zerowa az do chwili gdy po¬ tencjal siatki lampy Et osiagnie znowu war¬ tosc zblizona od zera.Przebieg pradu anodowego lampy Fi, przeply¬ wajacego przez uzwojenie pierwotne transfor¬ matora Tr, jest oznaczony w górnej czesci fig. 5 litera i.Prad anodowy posiada ksztalt trapezowy o bardzo stromych zboczach, przy czym nagiy spadek pradu anodowego nastepuje wlasnie w tej chwili, gdy napiecie sinusoidalne miedzy zaciskiem 3 i zaciskiem 1 wedlug fig. 4 prze¬ chodzi przez wartosc zerowa. Nagly spadek pradu anodowego powoduje wzbudzenie wyso¬ kiego impulsu napiecia we wtórnym uzwojeniu transformatora napiecia. Impuls napiecia, któ¬ ry powstaje w tej chwili, gdy napiecie na za¬ cisku 3 przechodzi przez wartosc zerowa, jest przedstawiony w dolnej czesci fig. 5 i oznaczo¬ ny litera ev Do zacisku 4 wedlug fig. 4 jest do¬ prowadzone pierwotne napiecie generatora G± wedlug fig. 3, z którego faza ma byc zrównana faza pradu zmiennego malej czestotliwosci. Prad ten zostal wywolany przez pole magnetyczne, w którym znajduje sie czujnik 6 wedlug fig. 2.To zmienne napiecie po wyprostowaniu jest na¬ kladane w ten sposób, ze napiecie na zacisku 4 nigdy nie opadnie ponizej wartosci ujemnej. - 3Przebieg tego napiecia jest przedstawiony w dolnej czesci fig. 5 za pomoca linii falistej e2.Gdy napiecie ev tzn. napiecie impulsów na za¬ ciskach wtórnego uzwojenia transformatora Tr osiagnie wartosc e2, przez diode Dt zaczyna ply¬ nac prad, który na oporniku K2 wywoluje taki spadek napiecia, ze napiecie w punkcie A wedlug fig. 4 zachowuje wartosc e3, do¬ póki napiecie e± nie opadnie do wartosci e3, czyli impuls napiecia powstajacy we wtórnym uzwojeniu transformatora Tr zostaje obciety do wartosci e8, jaka wlasnie w tej chwili wykazu¬ je wartosc e2 na zacisku 4 wedlug fig. 4. War¬ tosc e9 zalezy tylko od przesuniecia fazowego napiecia zmiennego, którego kierunek na zaci¬ sku 3 jest przeciwny od kierunkunapiecia zmien¬ nego, przylozonego do zacisku 4 wedlug fig. 4, taGL jest- zalezne od fazy zewnetrznego zmienne¬ go poie magnetycznego o malej czestotliwosci, a wiec równiez i od fazy zmiennego pola ma- gnetycaDego, przebiegajacego wewnatrz bada¬ nego materialu, gdyz napiecie to pochodzi od tego pola magnetycznego.Przy zmianie przesuniecia fazowego pola ma¬ gnetycznego wzgledem pradu dostarczanego z ge¬ neratora G1 wedlug fig. 3, ulega zmianie tylko napiecie impulsów e3, pod warunkiem, ii prze¬ bieg napiecia na zacisku 4 pozostal bez zmiany.Mozna to latwo osiagnac za pomoca stabilizacji napiecia generatora Gr " Z powyzszego jasno wynika, ze umiany prze¬ suniecia fazowego sa wprost proporcjonalne do zmian obcietych impulsów e3, a zaleznosci wza¬ jemne tak dobrane, ze impulsy napiecia ex po¬ wstaja w chwili gdy napiecie e2 przechodzi przez wartosc srednia."Za pomoca tych impulsów napiecia jest lado¬ wany kondensator C po przez diode B2 wedlug fig. 4. Przy tym rzad wielkosci stalej czasu R4Cf który jest wyzszy od rzedu wielkosci odwrot¬ nosci czestotliwosci pradu zmiennego, dostar¬ czonego z generatora G1 wedlug fig. 3.Dzieki temu potencjal na kondensatorze C oraz na polaczonej z nim siatce lampy elektro¬ nowej E2 stabilizuje sie do wartosci sredniej, zblizonej do napiecia impulsów e3. Wartosc ta jest wiec zalezna tylko od przesuniecia fazo¬ wego zmiennego pola magnetycznego, powsta¬ jacego wewnatrz przedmiotu badanego wzgle¬ dem pola zmiennego wzbudzajacego, przebiegaja¬ cego na powierzchni badanego miejsca.Latepn *&ektraeowa E2 wedlug fig. 4 jest wla¬ czona jako wtórnik katodowy, a prad anodowy wytwarza na oporniku katodowym H5 spadek napiecia, fctórego wartosc aalezy lySso od:Oszu¬ kanego przesuniecia fazowego.Suwakiem potencjometru P, który jednym koncem jest przylaczony do zacisku 4 oslony, a drugim koncem do dodatniego zródla napie¬ cia anodowego zacisku 2, mozna nastaw.ac wla¬ sciwe napiecie odpowiadajace wartosci e8, tak iz miernik magnetoelektryczny U, którego po- dzialka moze byc doswiadczalnie wyskalowana bezposrednio w milimetrach, podaje grubosc mierzonej scianki. PL