Opublikowano: 20.X.1969 58181 KI. 42 b, 11 MKP GOlb UKD Wlasciciel patentu: VEB Geophysikalischer Geratebau, Forstweg (Nie¬ miecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do pomiaru grubosci warstw nieferromagnetycznych na podlozu ferromagnetycznym Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do nie¬ niszczacego pomiaru grubosci nieferromagnetycz- nych warstw na podlozach ferromagnetycznych.Nieniszczace próby czesci powierzchniowych urzadzen róznego rodzaju zajmuja w technice co¬ raz wiecej miejsca. Chodzi w szczególnosci o ba¬ danie warstw lakierniczych, powlekanych, oksy¬ dowanych i wykonanych z metali kolorowych. Za¬ leznie od podkladu -tych warstw sa stosowane róz¬ ne metody badan, których zastosowanie doprowa¬ dzilo do wytworzenia calego szeregu róznego ro¬ dzaju prz3^rzadów pomiarowych.Dotychczas znane urzadzenia i przyrzady po¬ miarowe, jakkolwiek przeznaczone do pomiaru grubosci warstw nieferromagnetycznych na jed¬ nakowych materialach podkladowych pracuja na róznych zasadach pomiaru. Na przyklad sa sto¬ sowane metody pomiaru grubosci warstwy za po¬ moca pomiaru sily przyciagania magnesu umiesz¬ czonego na tej warstwie. Inna metoda pomiaru grubosci warstwy przewiduje pomiar zmian pola 'magnetycznego wytworzonego przez dwa równo¬ legle ustawione magnesy, przy czym zmiane pola magnetycznego wskazuje dipol magnetyczny znaj¬ dujacy sie w polu magnetycznym tych magnesów.W pierwszym wykonaniu pomiar odbywa sie po¬ przez zaklócenie strumienia magnetycznego poje¬ dynczego magnesu trwalego. W drugim wykonaniu podloze ferromagnetyczne stanowi zwore zamyka¬ jaca obwód magnetyczny dwóch magnesów. Zna- 25 ne przyrzady drugiego rodzaju maja, na przyklad, dwa równolegle ulozone sztabkowe magnesy trwa¬ le, zakonczone z jednej strony dwoma nabiegun- nikami, z drugiej stronj^ bieguny sa polaczone magnesem wzglednie dobrym przewodnikiem magnetycznym. W ten sposób zostaje utworzony (lacznie z magnesami sztabkowymi) obwód mag¬ netyczny w ksztalcie litery U.W plaszczyznie symetrii znajduje sie wahliwie ulozyskowany dipol magnetyczny, który zmienia swoje polozenie przy zmianach pola magnetycz¬ nego i wskazuje mierzona grubosc warstwy za pomoca sprzezonej z nim wskazówki, przesuwa¬ jacej sie po odpowiednio wycechowanej sikali przyrzadu. Dipol powiazany jest mechanicznie ze sprezynka zwrotna. Te dodatkowe mechaniczne i magnetyczne elementy konstrukcyjne maja na ce¬ lu umozliwienie zerowania i zmiany zakresów po¬ miarowych przyrzadu.Wada tych znanych rozwiazan jest koniecznosc zastosowania zwrotnej sprezyny dzialajacej na di¬ pol i utrzymujacej go w polozeniu zerowym. Za¬ stosowanie sprezyny zwrotnej powoduje zwieksze¬ nie liczby uszkodzen przyrzadu i zwiekszenie za¬ leznosci od temperatury przebiegu pomiaru i wzor¬ cowania. Jednak decydujaca niedogodnosc polega na duzej nieliniowosci skali. Naturalnie z tego powodu nie mozna dokonywac odczytów z jed¬ nakowa dokladnoscia w calym zakresie. 5818158181 Celem wynalazku jest usuniecie tych wad wzglednie ograniczenie ich, przy tym dodatkowo — przez uproszczenie budowy zaoszczedzenie elemen¬ tów konstrukcyjnych.W urzadzeniu wedlug wynalazku pomiedzy mag¬ nesami sztabkowymi, poza plaszczyzna symetrii jest umieszczony dipol magnetyczny, a mechanizm pomiarowy moze poruszac sie wzdluz magnesów sztabkowych i moze byc zatrzymany w okreslo¬ nych polozeniach. Zamocowany wewnatrz mecha¬ nizmu pomiarowego uchwyt podtrzymujacy lozys¬ ka dipola jest przesuwamy poprzecznie do magne¬ sów sztabkowych.Na liniowosc przebiegu skali przyrzadu maja wplyw z jednej strony miejsca ulozy skowania dipola, zaleznosci wymiarów dlugosci i rozstawie¬ nia magnesów sztabkowych, a z drugiej strony wymiary samego dipola.Skala jest tym bardziej liniowa im mniejszy jest dipol. Przy tym nalezy zauwazyc, ze male wymiary dipola sa ograniczone koniecznymi sila¬ mi nastawienia wskazówki dla przezwyciezenia tarcia w lozyskach, oporu powietrza i sily bez¬ wladnosci oraz mozliwosciami wykonania.Zmiane zakresów pomiarowych wykonuje sie przez wykorzystanie zjawiska fizycznego, charak¬ teryzujacego sie tym, ze polozone obok siebie li¬ nie sil pola magnetycznego malo odksztalcaja sie i zachowuja równoleglosc. W ten sposób poprzez male poprzeczne przesuniecie uchwytu dipola uzys¬ kuje sie zmiane zakresu pomiarowego. Wykorzy¬ stanie powyzszej wlasciwosci pola magnetycznego jest szczególnie korzystne przy tego typu urza¬ dzeniach, gdyz ustawianie sie dipola magnetycz¬ nego wzdluz jednej linii pola nie zalezy od wiel¬ kosci pola, to jest, nie zalezy od absolutnej war¬ tosci natezenia pola magnetycznego w danym wy¬ cinku, lecz tylko zalezy od jego kierunku.Wynalazek jest przykladowo przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wytwo¬ rzone pole magnetyczne, w urzadzeniu fig. 2 — rozwiazanie konstrukcyjne urzadzenia, a fig. 3 — fragment skali w widoku z boku ze wskazówka i wskaznikiem.Dwa równoznaczne pod wzgledem magnetycz¬ nym i geometrycznym sztabkowe magnesy 1, two¬ rzace kwadrupol i najkorzystniej" ustawione rów¬ nolegle sa zródlem pola magnetycznego, które po¬ siada swój naturalny symetryczny ksztalt. Poza plaszczyzna symetrii 2 jest osadzony na lozys¬ kach ruchomy obrotowo dipol 3. Dipol 3 pola¬ czony ze wskazówka 4 jest umocowany za pomoca lozyska w uchwycie 5, a ten z kolei w mechaniz¬ mie pomiarowym 6. Uchwyt 5 moze byc, na przy¬ klad, wykonany w postaci ramki. Poniewaz mecha¬ nizm pomiarowy 6 moze .byc przesuwany wzdluz sztabkowych magnesów 1, a uchwyt 5 z dipolem 3 moga przesuwac sie poprzecznie wzgledem sztab¬ kowych magnesów 1, uzyskuje sie prosta regu¬ lacje zadanego zakresu pomiarowego oraz wzor¬ cowania. 5 Regulacje okreslonego zakresu pomiarowego przeprowadza sie podczas dostrajania wielozakre- sowego przyrzadu pomiarowego z magnesami sztab¬ kowymi przy otwartej obudowie przyrzadu 7, a w przypadku nieprzelaczalnych przyrzadów, 10 przeprowadza sie dodatkowe wzorcowanie przy obudowie zamknietej, przez przesuwanie uchwytu 5 poprzecznie w stosunku do magnesów sztabko¬ wych 1, na przyklad przez obracanie sruiby na- stawczej. Przynalezna do mechanizmu pomiaro- 15 wego skala 8 jest wykonana w postaci luku, aby umozliwic dokonanie odczytu w kazdym jej punk¬ cie.Oprócz tego na 'obudowie imechanizmu pomia¬ rowego 6 zainstalowany jest wskaznik 9 wartosci 20 zadanej dla duzych i malych zakresów pomiaru grubosci, który moze byc nastawiony na dowolna konkretna wartosc. Przyrzad z jego dwoma mag¬ netycznie miekkimi nabiegunnikami 10 ustawia sie na mierzonej nieferromagnetycznej warstwie. 25 Aby zmniejszyc zuzycie nabiegunników sa one w znany sposób chromowane na twardo. Ponie¬ waz material 12, którego powloka badana posiada wlasciwosci ferromagnetyczne, pole magnetyczne pokazane na fig. 1 ulegnie w czasie pomiarów 30 zmianie. Stopien zmiany zalezy od grubosci nie¬ ferromagnetycznej warstewki 11. Zmiana pola magnetycznego wywola zmiane polozenia dipola 3 i wskazówki 4, co odczytuje sie na skali przyrza¬ du. W celu ustabilizowania wskazanej wartosci 35 pomiaru mozliwe jest aretowanie wskazówki 4.Przy pomiarach ciaglych mozliwe jest takze pro¬ wadzenie pomiaru calkowicie bez zatrzymywania wskazówki. 40 PL