SU1411569A2

SU1411569A2 - Superimposed electromagnetic transducer for measuring thickness of electrically conducting coatings

Info

Publication number: SU1411569A2
Application number: SU864082564A
Authority: SU
Inventors: Виктор Леонович Шушкевич; Михаил Захарович Пукшанский
Original assignee: Витебский технологический институт легкой промышленности
Priority date: 1986-05-11
Filing date: 1986-05-11
Publication date: 1988-07-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю, в частности к измерению толщины неэлектропровод щих покрытий плоских токопровод щих изделий . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности преобразовател за счет дополнительного использовани реакции измер емого объекта на электрическую составл ющую электромагнитного пол преобразовател . Дп достижени поставленной цепи преобразователь содержит генераторную катушку 2, четыре измерительные катушки 3, 4 и 6, 7 попарно равного диаметра, установленные соосно и соединенные попарно последовательно-встречно, и металлический немагнитный электрод 9, размещенный в каркасе 1 на рабочей поверхности преобразовател диаметром, равным внутреннему диаметру генераторной катушки, а также схему обработки сигнала. Индуцируемые на поверхности металлического основани 14 зар ды создают собственное электрическое поле. Соотношение получаемых напр жений катушек 3,7 и 5,4 и напр жени на металлическом электроде 9 повышает чувствительность контрол за счет вклада в механизм измерени электрической составл ющей электромагнитного пол преобразовател . 2 ил. i СThe invention relates to non-destructive testing, in particular, to measuring the thickness of non-conductive coatings of flat conductive products. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the converter due to the additional use of the response of the measured object to the electric component of the electromagnetic field of the converter. Dp achieving the delivered converter circuit contains a generator coil 2, four measuring coils 3, 4 and 6, 7 pairwise equal in diameter, mounted coaxially and connected in pairs in series-counter, and a metal nonmagnetic electrode 9 placed in frame 1 on the working surface of the converter with a diameter equal to internal diameter of the generator coil, as well as the signal processing circuit. The charges induced on the surface of the metal base 14 create their own electric field. The ratio of the resulting voltages of the coils of 3.7 and 5.4 and the voltage on the metal electrode 9 increases the sensitivity of the control due to the contribution to the measurement mechanism of the electrical component of the electromagnetic field of the converter. 2 Il. i С

Description

)в )at

0101

оэoh

Фи9.1Fi9.1

Изобретение относитс к неразру- Шс)1ющему контролю, в частности к изме- рфнию толщины неэлектропровод щих пфкрытий любых плоских токопродод - изделий, и вл етс усовершенст- вАванием изобретени по авт. св. № 1097890.The invention relates to non-failure control, in particular to measuring the thickness of the non-conductive coatings of any flat current-electrode products, and is an improvement of the invention according to the authors. St. No. 1097890.

Целью изобретени вл етс по выше- нфё чувствительности преобразовател за счет использовани реакции измер емого объекта на электрическую составл ющую электромагнитного пол преобразовател .The aim of the invention is to take the transducer's sensitivity as described above by using the reaction of the measured object to the electrical component of the electromagnetic field of the converter.

На фиг. 1 показана конструкци накладного электромагнитного преоб- р,13овател ; на фиг. 2 - блок-схема электр.омагнитного преобразовател .FIG. 1 shows the construction of an overhead electromagnetic transducer, 13ovtel; in fig. 2 is a block diagram of an electromagnetic magnetic converter.

Электромагнитный преобразователь с эдержит каркас 1 из диэлектрического материа;ла, размещенную в нем генераторную катушку 2, две измерительные катушки 3 и 4, размещенные в трубчатом каркасе 5, две измерительные катушки 6 и 7, размещенные в трубчатом каркасе 8, металлический немагнитный злектрод 9, размещенный на рабочей поверхности преобразовател в каркасе 1, генератор 10, подключенный выходом к генераторной катушке 2, блок 11 вычитани , соединенный одним вхо- л1ом с одной из пар измерительных ка- т|ушек б и 4, а другим входом - с ме- т|аллическим электродом 9, и блок 12 и|змерени , один вход которого соеди- йен с выходом другой пары измери- 1 ельньгх катушек 3 и 7, а другой - с Е|ЫКОДОМ блока 11 вычитани . Измерительные катушки 3, 7 и 6, 4 (ключены между собой последовательно ri встречно. Измерительные катушки 3,6 И 4,7 расположены соосно возбуждающей и|атушке 2. При измерени х преобразователь размещаетс на поверхности Объекта измерени , состо щего из измер емого неэлектропр овод щего покрыти 13 и металлической основы 14.Electromagnetic transducer with support frame 1 of dielectric material; a generator coil 2 placed therein, two measuring coils 3 and 4 placed in a tubular frame 5, two measuring coils 6 and 7 placed in a tubular frame 8, a metal nonmagnetic electrode 9, placed on the working surface of the converter in the frame 1, the generator 10 connected by the output to the generator coil 2, the subtraction unit 11 connected by one input to one of the pairs of measuring tubes | ears b and 4, and the other input - from | allic electrode 9, and block 12 and | metering, one input of which is connected with the output of another pair of measured 1 coils 3 and 7, and the other with the E | S code of subtraction unit 11. The measuring coils 3, 7 and 6, 4 (connected between each other successively ri and opposite. The measuring coils 3,6 and 4,7 are located coaxially with the exciting and | damper 2. When measuring, the transducer is placed on the surface of the measurement object a coating 13 and a metal base 14.

Электромагнитный преобразователь 1 аботает следующим образом.Electromagnetic transducer 1 works as follows.

Измер емый объект отсутствует. Ток 1 енераторной катушки 2 создает элект- 1 омагнитное поле, которое индуцирует taC в измерительных катушках 3,6, 4 l 7, напр жение измерительной катуш- 1|М 3 устанавливаетс равным напр же- ijtHK) катушки 7. Преобразователь разме- Йаетс на неэлектропровод щем покрытии 13. Напр жение, снимаемое с последовательно и встречно включенных ка0The object to be measured is missing. The current 1 of the generator coil 2 generates an electromagnetic field that induces taC in the measuring coils 3.6, 4 l 7, the voltage of the measuring coil 1 | M 3 is set equal to the voltage (ijtHK) of the coil 7. The converter is sized non-conductive coating 13. Voltage taken from sequentially and counter-connected k0

00

тушек 3 и 7, пропорн ионально разности магнитных потоков, пересекаЛищх контуры катушек 3 и 7. Этот разностный поток проходит через баковую поверхность усеченного Kotfyca, образованного катушками 3 и 7. Аналогично получи ют напр жение, снимаемое с катушек 6 и 4. В сечении, проход щем через ось катушек, боковые поверхности усеченных конусов, образованных катушками Э 7 и 6,4 наход тс под некоторым углом, При этом напр жение на катушках 3,7 и 6,4 пропорционально взаимно перпен дикул рным составл ющим напр женности магнитного пол , проход щего через точку пересечени образуюш 1х конусов. Этб значит, что по соотношению напр жений на катушках 3, 7 и 6, 4 можно определить направление вектора напр женности магнитного пол . При изменении измер емого покрьп и 13 измен ютс направление вектора и величина соотношени напр жений катушекcarcasses 3 and 7, proportional to the ionic difference of magnetic fluxes, intersecting the contours of the coils 3 and 7. This differential flow passes through the tank surface of a truncated Kotfyca formed by coils 3 and 7. Similarly, the voltage is removed from coils 6 and 4. passing through the axis of the coils, the side surfaces of the truncated cones formed by the coils E 7 and 6.4 are at a certain angle. The voltage on the coils 3.7 and 6.4 is proportional to the mutually perpendicular components of the magnetic field strength, passing through that the intersection of the cone forms 1x cones. Etb means that by the ratio of the voltages on the coils 3, 7 and 6, 4, you can determine the direction of the magnetic field strength vector. With a change in the measured quirks and 13 the direction of the vector and the magnitude of the ratio of the coil voltages change

5 3,7 и 6,4.5 3.7 and 6.4.

Одновременно индуцированные на поверхности металлического основани 14 зар ды создают собственное электрическое поле, напр женность кот рогоAt the same time, charges induced on the surface of the metal base 14 create their own electric field, the intensity of which

п в любой точке обратно пропорциональна рассто нию до зар дов (до металлического основани 14), т.е. толщине покрыти 13. Это поле индуцирует зар ды на электроде 9, т.е. создает пропорциональное напр женности пол напр жение относительно земли, так какn at any point is inversely proportional to the distance to charges (to the metal base 14), i.e. coating thickness 13. This field induces charges on electrode 9, i.e. creates a proportional stress field relative to the ground, since

электрод 9 через блоки 11 и 12 св зан с землей.electrode 9 is connected to earth through blocks 11 and 12.

При этом величина напр жени на электроде 9 возрастает с уменьшением толщины покрыти 13. Соотношение напр жений измерительных катушек 3, 7 и 6, 4 также возра.стает с умсньшением- толщины покрыти 13. Следовательно, если вычесть из напр жени катушек The voltage on the electrode 9 increases with decreasing thickness of the coating 13. The ratio of the voltages of the measuring coils 3, 7 and 6, 4 also increases with the increase of the thickness of the coating 13. Therefore, if you subtract from the voltage of the coils

6 и 4 напр жение на электроде 9, то при той же покрыти 13 соотношение напр жений 3, 7 к о, 4 увепи- чиваетс и чувствительность преобразовател возрастет. Некоторый вклад в 6 and 4, the voltage on the electrode 9, then with the same coating 13, the ratio of the voltages 3, 7 to o, 4 increases and the sensitivity of the converter increases. Some contribution to

0 напр жение на электроде 9 вносит0 voltage on electrode 9 introduces

электрическое поле, созданное пол ризованными зар дами тш покрытии 13, Однако он очень мал по сравнению с напр жением, создаваемым электр счес5 КИМ полем металла осн.озанл 14, поэтому им можно пренебречь.the electric field created by the polarized charges of the coating 13, However, it is very small compared to the voltage created by the electric CMI field of the metal base 14, so it can be neglected.

Сигнал, снимаемый с катушек 5 и 4 и электрода 9, поступает на блок 11The signal taken from the coils 5 and 4 and the electrode 9 enters the block 11

00

вычитани , где происходит сравнение магнитной и электрической составл ющих пол . Полученный суммарный сигнал и сигнал с другой пары катушек 3 и 7 поступают на блок 12 измерени .subtracting where the magnetic and electrical components of the field are compared. The resulting sum signal and the signal from the other pair of coils 3 and 7 arrive at the measuring unit 12.

Сущность измерени заключаетс в следующем. Определ ютс соотношени величин: А - сигнал с катушек 3 и 7; В - сигнал с катушек 6 и 4; С - сигнал с электрода 9. Полезный сигналThe essence of the measurement is as follows. The ratios of the quantities are determined: A is the signal from coils 3 and 7; B - signal from coils 6 and 4; C - signal from electrode 9. Useful signal

определ етс по выраже шю ---. Всеis defined by the expression ---. Everything

В-СBC

величины в этом выражении завис т от толщин контролируемого покрыти . При любых измерени х наличие составл ющей С увеличивает полезный сигнал, а следовательно , чувствительность преобразовател . Блок 11 вычитани представл ет собой дифференциальный усили10the values in this expression depend on the thickness of the controlled coating. In any measurement, the presence of component C increases the useful signal and, therefore, the sensitivity of the transducer. Block 11 subtraction is a differential force 10

лl

тель, а блок 12 измерени может быть выполнен по схеме операционного усилител .The unit, and the measurement unit 12 can be performed according to the scheme of the operational amplifier.

Claims

Invention Formula

Electromagnetic transducer for measuring the thickness of non-conductive coatings according to ed. K 1097890, different. the fact that, in order to increase the sensitivity, it is equipped with a metal non-magnetic electrode placed

on the working surface of the transducer, and the subtraction unit, one input of which is connected to one of the pairs and measuring coils, the other input to a metal electrode, and its output is the output of the transducer.

/;

12

Fig2