SU1573337A1

SU1573337A1 - Толщиномер диэлектрических покрытий

Info

Publication number: SU1573337A1
Application number: SU884475685A
Authority: SU
Inventors: Валентин Филиппович Мелешин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1990-06-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени толщины диэлектрических покрытий путем уменьшени вли ни параметров основы издели . Толщиномер диэлектрических покрытий, который содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, селективный усилитель 3, фазочувствительный детектор 7, подключенный опорным входом через формирователь 6 опорного напр жени к выходу автогенератора 1, сумматор 4 и индикатор 5 и последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 9, селективный усилитель 10 и фазочувствительный детектор 12, снабжен автогенератором 8, подключенным к вихретоковому преобразователю 9 и синхронно работающим на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, и умножителем 11 частоты, включенным между выходом селективного усилител 10 и сигнальным входом фазочувствительного детектора 12. При этом выход селективного усилител 3 дополнительно соединен с вторым входом сумматора 4 и опорным входом фазочувствительного детектора 12, выход которого подключен к третьему входу сумматора 4, а выход сумматора 4 соединен с индикатором 5. 1 ил.

Description

ел vj

00

со со Изобретение относитс к измерительной -технике и может быть использовано дл измерени толщины диэлектрических покрытий, например защитных покрытий нефтепромысловых труб.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни параметров основы издели .

На чертеже показана структурна схема толщиномера диэлектрических покрытий.

Толщиномер диэлектрических покрытий содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, селективный усилитель 3, сумматор 4, индикатор 5, между вторым входом сумматора 5 и автогенератором 1 последовательно соединены формирователь 6 опорного напр жени и фазочувствительный детектор 7. Второй автогенератор 8, синхронно работающий на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, последовательно подключен к второму вихретоковому преобразователю 9, селективному усилителю 10, умножителю 11 частоты, второму фазо- чувствительному детектору 12, выход которого подключен к третьему входу сумматора 4, а второй вход фазочув- ствительного детектора 12 соединен с усилителем 3.

Толщиномер работает следующим образом ..

При контроле толщины покрыти автогенератор 1 обеспечивает питание преобразовател 2 синусоидальным током , с измерительной обмотки преобразовател 2 усилителем 3 формируетс напр жение, которое поступает на сумматор 4.

На другой вход сумматора 4 поступает напр жение, пропорциональное сдвигу фазы фазочувствительного де- тектора 7. Сдвиг фазы определ етс относительно источника опорного напр жени 6. На третий вход сумматора 4 вводитс сформированное напр жение пропорциональное потер м на вихревые токи основы издели . Это напр жение формируетс следующим образом. Автогенератор 8, синхронно работающий на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, обеспечивает пита- нйе синусоидальным током преобразовател 9, с измерительной обмотки которого из сигнала сложной формы (при контроле толщины диэлектрика на ферромагнитной основе) селективным усилителем 10 выдел етс напр жение частоты , кратной частоте автогенератора 8, которое с помощью умножител 11 частоты формирует напр жение частотой , равной частоте усилител 3.

Далее с помощью второго фазочувствительного детектора 12 формируетс напр жение, пропорциональное потер м на вихревые токи в основе издели . Полученное напр жение поступает на третий вход сумматора 4. Таким образом, вводитс поправка в сумматор 4 и за счет этого повышаетс точность контрол толщины диэлектрических покрытий.

Сущность изобретени , например при контроле изделий с ферромагнитной основой, заключаетс в следующем .

Возбуждающие обмотки двух вихрето- ковых преобразователей в отдельности питаютс синусоидальными токами синхронно работающих генераторов частот Јц и f2, где f4 - частота первого автогенератора, f2 - частота второго автогенератора, при этом f4 f2 и f4 нечетнократна f.

Изменение составл ющих выходного напр жени первого преобразовател от толщины диэлектрических покрытий и основы издели используетс дл получени информации о толщине

Uz k,UU, + , ,

где U - напр жение на выходе сумматора;

AU, - изменение напр жени первого преобразоватеп ; М|(- изменение фазы напр жени

первого преобразовател относительно генератора тока; k - масштабные коэффициенты выбираютс при настройке устройства.

При этом напр жение на выходе сумматора зависит не только от толщины покрыти , а также от потерь на вихревые токи основы издели .

Поправка к И , завис ща от потерь на вихревые токи, формируетс следующим образом.

С обмотки второго преобразовател , который жестко св зан с первым вих- ретоковым преобразователем, из напр жени сложной формы (вследствие ферромагнитной основы издели ), которое

10

15

51573337

может быть представлено р дом Фурье, содержащим только нечетные гармоники, вторым селективным усилителем выдел етс одна из составл ющих гармоник основного напр жени частотой f2, а затем умножителем частоты формируетс частота селективного усилител . Напр жение умножител частоты и пер- вого селективного усилител поступает на входы второго фазочувствитель- ного детектора, напр жение на выходе которого дф , пропорционально потер м на вихревые токи основы издели .

Можно показать, что &Ф пропорционально потер м на вихревые токи следующим образом. Если прин ть во внимание, что в технике слабых токов прин то выражать магнитные потери через угол магнитных потерь, равный углу между синусоидальным током, создающим поле, перемагничивающее сердечник , и переменным потоком индукции в этом сердечнике, то магнитные потери можно разбить: потери на гистерезис и вихревые токи.

Потери на гистерезис завис т от первой степени частоты питающего напр жени , а потери на вихревые токи - от второй степени этой же частоты,. тогда

ЬУг

ЛЧ1,

iifi . . - а (f f 1 -f - /Mf 2- f,),

учитыва , что f, начив Д Рп k

и

k . и

f - const k,

и

k4 обозз Ц г - k4 ДСЛ , где const, окончательно имеем

/3(fz- f,). A0Разность фаз Д1/ выходных обмоток напр жений двух преобразователей, питающихс токами разной частоты f4 и Ј2, пропорциональны потер м на вихревые токи основы издели .

Claims

Формула изобретени

20

25

30

Alf, oi - f ,

Alf2 ei f2

где Дс(

+ /V f

+ (Ь f

t

2 2

- изменение фазы напр жени первого вихретокового преобразовател относительно генератора тока с частотой

f2;

ktft-- изменение фазы напр жени

второго преобразовател относительно генератора тока с частотой fЈ; сС и А - соответственно потери на

гистерезис и вихревые токи основы издели

После делени равенства (1) на f и равенства (2) на f z, произвед вычитание , получим следующее:

Редактор С.Патрушева

Толщиномер диэлектрических покрытий , содержащий последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, селективный усилитель , сумматор, последовательно соединенные второй вихретоковый преобразователь и второй селективный усилитель , два фазочувствительных детектора , формирователь опорного напр жени , подключенный к выходу автогенератора и к опорному входу первого фазочувствительного детектора, и индикатор , отличающийс тем, что, с целью повышени точнос (-1) ти измерени за счет уменьшени вли ни параметров основы издели , он

(2) ,с снабжен вторым автогенератором с частотой , нечетно краткой частоте первого автогенератора,подключенным к входу второго вихретсковогс преобразовател , умножителем частоты, подключенным между выходом второго селективного усилител и сигнальным входом второго фазочувствительного детектора, при этом выход первого селективного усилител соединен с сигнальным входом первого фазочувствительного детектора и с опорным входом второго фазо- чувствительного детектора, выходы которых подключены к второму и третьему входам сумматора соответственен но, а выход сумматора соединен с индикатором .

Составитель О.Барышникова

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирн к

35

40

45

ЬУг

ЛЧ1,

iifi . . - а (f f 1 -f - /Mf 2- f,),

f, k

и

f - const k,

и

обозз Ц г - k4 ДСЛ , где t, окончательно имеем

/3(fz- f,). A0Разность фаз Д1/ выходных обмоток напр жений двух преобразователей, питающихс токами разной частоты f4 и Ј2, пропорциональны потер м на вихревые токи основы издели .

Формула изобретени

20

25

30

,с ен

35

,с ен

40

,с ен

45