2. Преобразователь по п. 1, от личающийс тем, что, с целью повышени точности контрол , он снабжен терморезистором,. размещенным на отрезке коаксиальной линии , и включенным в цепь управлени отрицательным активным сопротивлением .2. The converter according to claim 1, distinguished by the fact that, in order to increase the control accuracy, it is equipped with a thermistor. placed on a coaxial line segment, and included in the control circuit of a negative resistance.
ИзоеЗретение относитс к средствам неразрушающего контрол и может быть использовано дл определени качества поверхности материалов и изделий с помощью вихревых токов повышен ной и сверхвысокой частоты. Известен вихретоковый преобразователь , содержащий полый цилиндрический корпус, расположенные в нем каркас с обмоткой и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, и вкладыш, предназначенный дл монтажа схемы преобразовани сиг налов датчика в выходной помехоустой чивый сигнал, выполненной в виде узкополосного усилител сигналов 1. Однако точность контрол качества поверхности материалов и изделий известным датчиком недостаточна, так как дальнейший рост частоты тока возбуждени датчика ограничен относительно большим значением распределенных параметров монтажа его элементов , в т.ч о и схемы преобразовани . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс вихретоковый преобразователь, содержащий отрезок коаксиальной линии, колебательный контур с навесным конденсатором и катушкой возбуждени , расположенной у открытого конца отрезка коаксиальной линии, и цепь отрицательного активного сопротивлени , выполненную в виде усилительного каскада с положительной обратной св зью. Элементом обратной св зи вл етс конденсатор, подключенный к закрытому концу отрез ка коаксиальной линии 2 , Однако чувствительность известного преобразовател в диапазоне повышенных и сверхвысоких частот (боглее 100 МГц) недостаточна из-за боль шого значени паразитной индуктивности соединительных выводов конденсатора обратной св зи, навесного конденсатора колебательного контура, распределенной индуктивности отрезка коаксиальной линии по сравнению с полезной сосредоточенной индуктивностью катушки возбуждени , имеющей в диапазоне сверхвысоких частот 1-2 витка провода. Кроме.того, известный преобразователь обладает темпе ратурной нестабильностью, так как его колебательный контур выполнен в виде цельного металлического узла, на геометрические размеры которого Вли ют колебани температуры окружающей среды, что приводит к изменению выходного сигнала и снижает точность контрол , . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и точности контрол . Цель достигаетс тем, что в вихретоковом преобразователе, содержащем колебательный контур, выполненный в виде отрезка коаксиальной Линии с катушкой возбуждени , расположенной у его открытого конца, и подключенную к закрытому концу отрезка коаксиальной линии цепь отрицательного активного сопротивлени , выполненную в виде усилительного каскада с конденсатором обратной св зи, емкость колебательного контура выполнена в виде отрезка коаксиальной линии с соотношением диаметров внешнего и внутреннего проводников, равным 1,02-1,05, конденсатор обратной св зи выполнен в виде дополнительного отрезка коаксиальной линии, а внутренние проводники обоих отрезков коаксиальной линии совмещены. Кроме того, вихретоковый преобразователь снабжен термореЗИстором, размещенным на отрезке коаксиальной линии и включенным в цепь управлени отрицательным активным сопротивлением . Известно, что распределенна емкость С(5 и индуктивность L|j; отрезка коаксиальной линии определ ютс из соотношений Jueose aio(u Do I - о Ри-- 2fr D, отношение диаметров внешнего и внутреннего проводников; CojfUo диэлектрическа и магнитна проницаемости вакуума; - относительные диэлектрическа и магнитна проницаемости изолирующего 1 - длина отрезка. Диаметры внутреннего и внешнего проводников выполнены весьма близкими , отличающимис на 2-5%. В этом случае En Sn (1,02-1, 05)9 т.е. , и отрезок коаксиальной линии фактически вл етс сосредоточенной емкостью параллельного колеба- тельного контура, величина которой определ етс из соотношени (1). Индуктивностью колебательного контура вл етс катушка возбуждени преобразовател . Это позвол ет свести до lинимyмa паразитную распределенную индуктивность отрезка коаксиальной линии, обеспечивает сосредоточение емкости колебательного контура, необходимой дл получени требуемой резонансной частоты, непосредственно в отрезке коаксиальной , что исключает применение навесного конденсатора в цепи колебательного контура . Выполнение конденсатора обратной св зи в виде дополнительного отрезка коаксиальной линии с общим внутренним проводником снижает паразитные параметры монтажа положительной обратной св зи. Создание емкости колебательного контура и емкости конденсатора положительной обратной св зи усилительного каскада на осно ве конструктивных элементов отрезка коаксиальной линии с практически одинаковым температурным коэффициен том обеспечивает возможность термокомпенсации схемы. Введение терморе зистора в цепь управлени отрицательного активного сопротивлени позвол ет компенсировать температурный дейф выходного сигнала преоб разовател . На фиг. 1 приведена монтажна схема основных элементов вихретокового преобразовател ; на фиг. 2 принципиальна электрическа схема преобразовател . Вихретоковый преобразователь содержит отрезок 1 коаксиальной линии состо щий из внутреннего проводника 2, внешнего проводника 3 и изолирующего сло 4 между ними. Диаметр внутреннего проводника 2 равен D 2 мм, а диаметр внешнего проводника 3 равен ,08 мм. Таким образом , соотношение диаметров внешнего и внутреннего проводников равно 1,04 мм/мм. У открытого конца отрезка коаксиальной линии на диэлек рическом стержне 5 располагаетс катушка 6 возбуждени , один вывод которой соединен с внутренним проводником 2, другой - с внешним проводником 3. Таким образом, катушка 6 возбуждени и отрезок 1 коакси .альной линии образуют измерительный колебательный контур. С другого конца-отрезка коаксиальной линии внутренний проводник охватывает медное кольцо 7, образующее вместе с частью внутреннего проводника 2 и изолирующим слоем 4 конденсатор 8 обратной св зи в виде дополнительного отрезка коаксиальной линии. Коллекторный вывод СВЧ транзистора 9 соединен с проводником 2. Другой (опорный) колебательный контур с перестраиваемой резонансной частотой образован индуктивностью 10 и последовательно соединенными электрической емкостью . 11 и варикапом 1.2. Питание посто нным напр жением варикапа 12 осуществл етс через резистор 13. Опорный колебательный контур соединен .с эмиттерным выводом транзистора 9. Одна обкладка конде 1сатора 8 обратной св зи соединена с эмиттером, а друга - с коллектором транзистора 9. Режим работы транзистора 9 по посто нному току устанавливаетс резистором 14, терморезистором 15, размещенным в полости выточки внешнего проводника 3, и конденсатором 16. Все элементы в своей совокупности образуют двухконтурный измерительный автогенератор сверхвысокой частоты, выходной сигнал которого с детектора 17, а также питание автогенератора осуществл етс через блок 18 проходных конденсаторов . f Устройство работает следующим образом . Автогенератор вырабатывает электромагнитные колебани частотой 0,1-1,5 кГц. Частота колебаний определ етс индуктивностью катушки 6 возбуждени и длиной отрезка 1 коаксиальной линии. Величина сигнала на выходе детектора 17 зависит от добротности измерительного контура, степени .расстройки резонансных контуров , величины посто нной составл ющей тока транзистора 9. При установке торца отрезка 1 коаксиальной линии на поверхность контролируемого объекта (не-показан) в последнем возникают вихревые токи, вли ющие на параметры измерительного контура. В зависимости от качества пбверхности характер изменени параметров измерительного контура оказываетс различным и измен етс амплитуда выходного сигнала автогенератора. Если температура преобразовател до измерени отличалась от температуры контролируемого объекта, то температура преобразовател стремитс к температуре контролируемого объекта, измен при этом добротность и расстройку резонансных контуров, величину посто нной составл ющей тока транзистора 9. Изменение сопротивлени терморезистора 15 компенсирует это мешающее паразитное вли ние температуры.Isolation refers to the means of non-destructive testing and can be used to determine the surface quality of materials and products using eddy currents of increased and ultrahigh frequency. The eddy current transducer contains a hollow cylindrical body, a frame with a winding and a capacitor forming a parallel oscillating circuit, and a liner for mounting a transducer signal conversion circuit into an output noise-tolerant signal, made in the form of a narrowband signal amplifier 1. However, the accuracy control of the quality of the surface of materials and products by the known sensor is insufficient, since a further increase in the frequency of the excitation current of the sensor is limited relative to the large PWM value distributed installation parameters of its elements, including on and conversion circuit. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a eddy current transducer containing a segment of a coaxial line, an oscillating circuit with a mounted capacitor and an excitation coil located at the open end of the section of a coaxial line, and a negative active resistance circuit made in the form of an amplifying cascade with a positive feedback. The feedback element is a capacitor connected to the closed end of a section of coaxial line 2. However, the sensitivity of the known transducer in the range of higher and ultrahigh frequencies (brighter than 100 MHz) is insufficient due to the large value of the parasitic inductance of the connecting terminals of the feedback capacitor, hinged oscillator circuit capacitor, distributed inductance of the coaxial line segment compared to the useful concentrated inductance of the excitation coil having 1-2 zone ultrahigh frequency coil wire. In addition, the well-known transducer has a temperature instability, since its oscillating circuit is made in the form of a solid metal unit, the geometrical dimensions of which are influenced by fluctuations in ambient temperature, which leads to a change in the output signal and reduces the accuracy of control,. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the control. The goal is achieved by the fact that in an eddy current transducer containing an oscillating circuit made as a segment of a coaxial Line with an excitation coil located at its open end and connected to the closed end of a section of a coaxial line a negative active resistance circuit made in the form of an amplifying stage with a reverse capacitor connection, the capacitance of the oscillating circuit is made in the form of a segment of a coaxial line with a ratio of the diameters of the outer and inner conductors equal to 1.02-1.05, The feedback coupler is designed as an additional segment of a coaxial line, and the inner conductors of both segments of the coaxial line are aligned. In addition, the eddy current transducer is equipped with a thermal resistor located on a segment of a coaxial line and included in the control circuit of a negative active resistance. It is known that the distributed capacitance C (5 and inductance L | j; the length of the coaxial line is determined from the relations Jueose aio (u Do I - about Pu - 2fr D, the ratio of the diameters of the outer and inner conductors; CojfUo is the dielectric and magnetic permeability of the vacuum; - the relative dielectric and magnetic permeability of the insulating 1 is the length of the segment. The diameters of the inner and outer conductors are made very close, differing by 2-5%. In this case, En Sn (1.02-1, 05) 9 i.e., and the coaxial segment the line is actually a concentrated capacitance The parallel oscillating circuit, the value of which is determined from relation (1). The inductance of the oscillating circuit is the drive coil of the converter. This allows the parasitic distributed inductance of the coaxial line section to be reduced to the minimum required to obtain the required resonant frequency directly in the segment of coaxial, which eliminates the use of a hinged capacitor in the circuit of the oscillating circuit. Performing a feedback capacitor in the form of an additional segment of a coaxial line with a common internal conductor reduces the parasitic mounting parameters of the positive feedback. Creating the capacitance of the oscillatory circuit and the capacitance of the capacitor of the positive feedback of the amplifier cascade on the basis of the structural elements of a coaxial line segment with a practically identical temperature coefficient provides the possibility of thermal compensation of the circuit. The introduction of a thermistor into the negative active resistance control circuit allows one to compensate for the temperature difference of the output signal of the converter. FIG. 1 shows the wiring diagram of the main elements of the eddy current transducer; in fig. 2 is an electrical converter circuit principle. The eddy current transducer contains a segment 1 of a coaxial line consisting of an inner conductor 2, an outer conductor 3 and an insulating layer 4 between them. The diameter of the inner conductor 2 is equal to D 2 mm, and the diameter of the outer conductor 3 is equal to 08 mm. Thus, the ratio of the diameters of the outer and inner conductors is 1.04 mm / mm. At the open end of the coaxial line segment on the dielectric rod 5 there is an excitation coil 6, one output of which is connected to the inner conductor 2, the other with an external conductor 3. Thus, the excitation coil 6 and coaxial line segment 1 form a measuring oscillator circuit. At the other end of the coaxial line, the inner conductor encloses the copper ring 7, forming together with part of the inner conductor 2 and the insulating layer 4 a feedback capacitor 8 in the form of an additional coaxial line. The collector output of the microwave transistor 9 is connected to the conductor 2. The other (reference) oscillating circuit with a tunable resonant frequency is formed by the inductance 10 and connected in series by the electric capacitance. 11 and varicap 1.2. The constant-voltage supply of the varicap 12 is carried out through a resistor 13. The reference oscillating circuit is connected to the emitter terminal of transistor 9. One plate of the feedback coupler 1 8 is connected to the emitter and the other to the collector of transistor 9. This current is set by a resistor 14, a thermistor 15 placed in the undercut cavity of the outer conductor 3, and a capacitor 16. All the elements in their totality form a dual-circuit measuring high-frequency auto-oscillator, the output second signal from detector 17 which, as well as the power oscillator is performed through the block 18 feedthrough capacitors. f The device operates as follows. The oscillator generates electromagnetic oscillations with a frequency of 0.1-1.5 kHz. The oscillation frequency is determined by the inductance of the excitation coil 6 and the length of the length 1 of the coaxial line. The magnitude of the signal at the output of the detector 17 depends on the quality factor of the measuring circuit, the degree of tuning of the resonant circuits, the magnitude of the constant component of the current of the transistor 9. When the end face of the section 1 of the coaxial line is installed on the surface of the monitored object (non-shown), eddy currents appear in the latter, affecting on the parameters of the measuring circuit. Depending on the quality of the sensor, the nature of the change in the parameters of the measuring circuit is different and the amplitude of the output signal of the autogenerator varies. If the temperature of the converter prior to measurement differed from the temperature of the object being monitored, then the temperature of the converter tends to the temperature of the object being monitored, thereby changing the Q-factor and detuning of the resonant circuits, the constant current component of transistor 9. The change in resistance of the thermistor 15 compensates for this interfering parasitic effect of temperature.
С помощью предлагаемого вихретокового преобразовател можно надежно.Using the proposed eddy current transducer can be reliably.
вы вл ть микротрещины, оценивать пористость жаростойких покрытий, что недоступно дл обыкновенных (работающих на более низкой частоте) вихретоковых преобразователей..detect microcracks, estimate the porosity of heat-resistant coatings, which is not available for ordinary eddy current transducers (operating at a lower frequency).