RU2419066C1 - Толщиномер покрытий с электромагнитом - Google Patents
Толщиномер покрытий с электромагнитом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419066C1 RU2419066C1 RU2010101979/28A RU2010101979A RU2419066C1 RU 2419066 C1 RU2419066 C1 RU 2419066C1 RU 2010101979/28 A RU2010101979/28 A RU 2010101979/28A RU 2010101979 A RU2010101979 A RU 2010101979A RU 2419066 C1 RU2419066 C1 RU 2419066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- electromagnet
- core
- coils
- thickness gauge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитной основе, а также ферромагнитных покрытий на немагнитной основе. Толщиномер покрытий с электромагнитом содержит бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника, например, индукционного, емкостного, оптического (растрового) типа, позволяющий с большой точностью контролировать перемещение сердечника внутри катушек датчика-электромагнита, а также микроконтроллер, источники тока с цифровым управлением, аналого-цифровые преобразователи, датчики тока, которые обеспечивают питание катушек датчика-электромагнита и контроль разности величин сил тока на катушках. С целью компенсации влияния веса сердечника при различных углах наклона датчика-электромагнита толщиномер покрытий с электромагнитом содержит датчик ориентации его продольной оси относительно поля тяготения земли, например датчик угла наклона. Технический результат: толщиномер позволяет повысить точность проводимых измерений, сократить время измерений, контролировать толщины покрытий в труднодоступных местах и под разными углами, упростить конструкцию, уменьшить габаритные размеры толщиномера, автоматизировать процесс измерений и проводить измерения в цеховых условиях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитной основе, а также ферромагнитных покрытий на немагнитной основе.
Наиболее близким по технической сути (прототипом) к предлагаемому толщиномеру покрытий с электромагнитом является толщиномер, описанный в работе Валитова А.М.-З. и Шилова Г.И. Прибора и методы контроля толщины покрытий. - Л.: Машиностроение, 1970, стр.14-17.
Действие прибора основано на измерении силы притяжения подвижного сердечника электромагнита датчика в зависимости от толщины покрытия. Величина силы притяжения сердечника определяется величиной силы тока, протекающего по обмотке в момент отрыва сердечника электромагнита от контролируемой детали. Датчик имеет две коаксиальные катушки с изолированными обмотками и свободно перемещающийся в них сердечник. Магнитные потоки, возникающие в обмотках датчика, направлены навстречу друг другу. Одна обмотка имеет большое число витков, и ток в ней изменяется от нуля до максимального значения. Вторая обмотка имеет небольшое число витков, и сила тока в ней постоянна. Направление токов в обмотках противоположно. При прохождении тока по первой обмотке сердечник втягивается. Затем ток уменьшается до величины, при которой сердечник датчика оторвется от детали.
Недостатками такого толщиномера являются:
- отрыв сердечника датчика от детали фиксируется по размыканию контактов, что требует значительного зазора между сердечником и кнопкой и вносит дополнительную погрешность в результаты измерений;
- субъективная оценка момента отрыва сердечника датчика по шкале прибора, что не позволяет автоматизировать процесс измерений и использовать прибор для непрерывных измерений;
- необходимость в строгой вертикальной ориентации датчика, что вносит ограничения на его применение;
- громоздкость и необходимость работать вблизи источника питания.
Задачей изобретения является получение технического результата, состоящего в повышении точности проводимых измерений, сокращении времени измерений, в возможности контроля толщины покрытий в труднодоступных местах и под разными углами наклона датчика электромагнита, уменьшении габаритных размеров, упрощении конструкции толщиномера, автоматизации процесса измерений и возможности проведения измерений в цеховых условиях.
Этот технический результат достигается тем, что толщиномер покрытий с электромагнитом содержит бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника, например, индукционного, емкостного, оптического (растрового) типа, позволяющий с большой точностью контролировать перемещение сердечника внутри катушек датчика-электромагнита, а также микроконтроллер, источники тока с цифровым управлением, аналого-цифровые преобразователи, датчики тока, которые обеспечивают питание катушек датчика-электромагнита и контроль разности величин сил тока на катушках. С целью компенсации влияния веса сердечника при различных углах наклона датчика-электромагнита толщиномер покрытий с электромагнитом содержит датчик ориентации его продольной оси относительно поля тяготения земли, например датчик угла наклона типа инклиномера.
На чертеже показана структурная схема толщиномера покрытий с электромагнитом.
Толщиномер покрытий с электромагнитом содержит бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника 1, сердечник 2, наружную обмотку 3, внутреннюю обмотку 4, датчик-электромагнит 5, датчик угла наклона 6, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 8 и 9, датчики тока 10 и 11, микроконтроллер 12, жидкокристаллический (ЖК) экран 13, источники тока с цифровым управлением 14 и 15. На чертеже также показана контролируемая деталь 7 с покрытием.
Для уменьшения влияния свойств деталей на работу датчика в приборе используется игольчатый сердечник, который может изготовляться нескольких типов для разных диапазонов.
Микроконтроллер 12 управляет процессом измерения, производит обработку полученных данных и выдает результат измерений на ЖК-экран 13, а также осуществляет питание катушек датчика-электромагнита и контроль величины сил тока на катушках. Разность токов и является функцией толщины покрытия.
Необходимо также учитывать то обстоятельство, что на сердечник 2 действует сила его веса, которая зависит от угла наклона датчика-электромагнита 5 к поверхности контролируемой детали. Датчик-электромагнит 5 оснащен дополнительно датчиком ориентации его продольной оси относительно поля тяготения Земли, например датчиком угла наклона 6, что позволяет изменять силу тока, компенсирующую влияние веса сердечника 2 при различных углах наклона датчика-электромагнита 5.
Таким образом, микроконтроллер 12 учитывает силу веса сердечника 2 при определении толщины покрытия с помощью датчика угла наклона 6, что значительно расширяет область применения толщиномера, дает возможность контроля толщины покрытий в труднодоступных местах, под разными углами наклона датчика-электромагнита и возможность проведения измерений в цеховых условиях.
Толщиномер покрытий с электромагнитом работает следующим образом.
При включении толщиномера покрытий с электромагнитом микроконтроллер 12 формирует управляющий сигнал для подачи питания на внутреннюю обмотку 4 через источник тока с цифровым управлением 14 и включения бесконтактного датчика осевого перемещения сердечника 1. Одновременно включается датчик угла наклона 6, который выдает на микроконтроллер 12 информацию об ориентации продольной оси датчика-электромагнита 5 относительно поля тяготения Земли с целью компенсации влияния веса сердечника 2. Сила тока на внутренней обмотке 4 имеет такую величину, чтобы оторвать сердечник 2 от поверхности детали, т.е. привести в исходное положение. Величина силы тока измеряется через АЦП 9 и датчик тока 11. Сердечник 2 приходит в движение, и бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника 1 сигнализирует об этом микроконтроллер 12. Затем микроконтроллер 12 формирует сигнал для подачи питания через источник тока с цифровым управлением 15 на внешнюю обмотку 3. Направление токов в обмотках противоположно, поэтому магнитные потоки в датчике-электромагните 5, возникающие в этих обмотках, направлены навстречу друг другу. Ток в обмотке 3 изменяется от нуля до максимального значения, необходимого для втягивания сердечника 2 до соприкосновения с поверхностью контролируемой детали с покрытием 7. Бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника 1 сигнализирует об этом микроконтроллеру 12, который формирует сигнал для изменения питания катушек через источники тока с цифровым управлением 14 и 15. Сила тока на внутренней обмотке 4 увеличивается, а на внешней обмотке 3 уменьшается до величины, пока сердечник 2 не оторвется от поверхности детали. Т.е. при некоторых значениях токов на обмотках в момент, когда сила выталкивания сердечника становится больше силы его притяжения к испытуемой детали, происходит отрыв сердечника от детали. Бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника 1 сигнализирует об этом микроконтроллеру 12. Изменение силы тока на двух обмотках значительно сократит время измерений.
Микроконтроллер 12 непрерывно измеряет силу токов на обмотках через АЦП 8 и 9, а также датчики тока 10 и 11. Величина силы притяжения сердечника 2 определяется разностью величин сил тока, протекающих по обмоткам датчика-электромагнита 5 в момент отрыва сердечника 2 от поверхности контролируемой детали 7.
Микроконтроллер 12 осуществляет обработку полученных данных, переводит полученный результат обработки данных в толщину покрытия контролируемой детали 7 и выводит соответствующую информацию на ЖК экран 13. При этом информация может накапливаться, что автоматизирует процесс измерений.
Предлагаемый толщиномер покрытий с электромагнитом позволяет повысить точность проводимых измерений, сократить время измерений, контролировать толщины покрытий в труднодоступных местах и под разными углами, упростить конструкцию толщиномера, уменьшить габаритные размеры толщиномера, автоматизировать процесс измерений и проводить измерения в цеховых условиях.
Claims (2)
1. Толщиномер покрытий с электромагнитом, содержащий датчик-электромагнит, имеющий две катушки с изолированными обмотками, по которым проходят токи, создающие встречные магнитные потоки, и свободно перемещающийся внутри катушек сердечник, величина силы притяжения которого к поверхности контролируемой детали зависит от толщины покрытия и определяется величинами сил тока, протекающего по обмоткам датчика-электромагнита в момент отрыва сердечника от контролируемой детали, отличающийся тем, что он содержит бесконтактный датчик осевого перемещения сердечника, например индукционного, емкостного, оптического (растрового) типа, позволяющий с большой точностью контролировать перемещение сердечника внутри катушек датчика-электромагнита, а также микроконтроллер, источники тока с цифровым управлением, аналого-цифровые преобразователи, датчики тока, обеспечивающие питание катушек датчика-электромагнита и контроль разности величин сил тока на катушках.
2. Толщиномер покрытий с электромагнитом по п.1, отличающийся тем, что, с целью компенсации влияния веса сердечника при различных углах наклона датчика-электромагнита, он содержит датчик ориентации его продольной оси относительно поля тяготения земли, например датчик угла наклона типа инклиномера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101979/28A RU2419066C1 (ru) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Толщиномер покрытий с электромагнитом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101979/28A RU2419066C1 (ru) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Толщиномер покрытий с электромагнитом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419066C1 true RU2419066C1 (ru) | 2011-05-20 |
Family
ID=44733763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010101979/28A RU2419066C1 (ru) | 2010-01-13 | 2010-01-13 | Толщиномер покрытий с электромагнитом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419066C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106940168A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-07-11 | 成都锦江电子系统工程有限公司 | 一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法 |
-
2010
- 2010-01-13 RU RU2010101979/28A patent/RU2419066C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВАЛИТОВ A.M., ШИЛОВ Г.И. Приборы и методы контроля толщины покрытий. - Л.: Машиностроение, 1970, стр.14-17. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106940168A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-07-11 | 成都锦江电子系统工程有限公司 | 一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11204262B2 (en) | Sensor device | |
| CN105403137B (zh) | 感应式位置检测 | |
| Quinn et al. | Improved determination of G using two methods | |
| RU2633443C2 (ru) | Способ и устройство для определения статической неуравновешенности | |
| JPWO2016163171A1 (ja) | 液面検出装置 | |
| KR20130038796A (ko) | 비접촉 자기 선형 위치 센서 | |
| EP3555647B1 (en) | Non-contact magnetostrictive sensor alignment methods and systems | |
| RU2419066C1 (ru) | Толщиномер покрытий с электромагнитом | |
| EP1815257B1 (en) | Wind and water speed and direction measurement device | |
| RU2456541C1 (ru) | Датчик линейных перемещений и вибраций | |
| US2469476A (en) | Magnetic testing apparatus | |
| CN205537490U (zh) | 一种lvdt位移传感器铁芯安装结构 | |
| Tsung et al. | Measurement of static performance of inductive proximity switch for a mobile robot | |
| CN103486956A (zh) | 一种实现高精度测量竖直移动方向的装置及方法 | |
| RU2295702C1 (ru) | Устройство для измерения толщины ленты | |
| JP6962727B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| KR20190067716A (ko) | 자화 가능한 기재상의 비자성 층의 두께를 측정하는 방법 및 장치 | |
| EP4257929B1 (en) | Physical quantity measurement system and/or position measurement with bistable magnetic wire, method of measurement | |
| RU111302U1 (ru) | Акселерометр | |
| Alimov et al. | Magnetic mutually inductive transducer of the distance to the surface of a ferromagnetic object | |
| Tsung et al. | Testing and Improvement of Static Performance of Proximity Sensor for a Mobile Robot | |
| SU847240A1 (ru) | Магнитный ферритометр | |
| SU1260670A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол изделий | |
| SU1375943A1 (ru) | Толщиномер Б.П.Фридмана | |
| SU97396A1 (ru) | Прибор дл измерени толщины неметаллических покрытий металлов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120114 |