SU1626082A1 - Устройство дл измерени рассто ни до металлической поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  повышени  чувствительности устройства дл  измерени  рассто ни  до металлической поверхности, которое содержит диэлектрическую пластину 2 с нанесенными на обеих ее поверхност х идентичными, распо1-7 ложенными соосчо симметрично провод - шими контурами - радиальными спирал ми 3 и 4, которые имеют противоположные направлений намотки и образуют электроды плоско двухр дной замедл ющей системы . На поверхности спирали 3 закреппена диэлектрическа  плата 11, на внешней поверхности которой со стороны объекта 13 закреплен металлический экран 12, выполненный а виде лучеобразных металлических пластин. Благодар  экрану уменьшение рассто ни  до поверхности объекта приводит к уменьшению погонной индуктивности. При этом величина погонной емкости остаетс  практически неизменной, что приводит к изменению фазового времени запаздывани  или изменению резонансной частоты замедл ющей системы,  вл ющимис  выходными информативными параметрами данного устройства. 2 ил. 00 с I

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  малых линейных перемещений металлических поверхностей, вызванных, например, деформаци ми контролируемых обьектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности устройства дл  измерени  рассто ни  до металлической поверхности за счет ослаблени  вли ни  емкостей св зи этого устройства с металлической поверхностью контролируемого объекта и усилени  индукционного взаимодействи  между ними.

На фиг.1 показана схематично конст- рукци  устройства дл  измерени  рассто ни  до металлической поверхности, продольное сечение; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 и закрепленную на одном из его торцов диэлектрическую, выполненную, например , из ситалла пластину 2 с нанесенными на обеих ее поверхност х идентичными, соосно симметрично расположенными провод щими контурами - радиальными спирал ми 3 и 4, которые имеют противоположные направлени  намотки и образуют электроды плоской двухр дной замедл ю- щей системы. Радиальна  спираль 3 соединена в центре с помощью проводника 5, проход щего через отверстие в пластине 2, а спираль А соединена с помощью проводника 6 с коаксиальным выводом 7 дл  пере- дачи электромагнитной энергии. С внешней стороны эта спираль 3 соединена с помощью проводника 8, проход щего через отверстие в пластине 2, а спираль 4 с помощью проводника 9 соединена с вторым коаксиальным выводом 10 дл  передачи электромагнитной энергии. С помощью указанных коаксиальных выводов 7 и 10 устройство подключаетс  к блоку измерени  фазового времени запаздывани  замедл ю- щей системы или к блоку измерени  резонансной частоты (не показаны). Снаружи на поверхности спирали 3 закреплена диэлектрическа  плата 11, на открытой внешней поверхности которой размещен металли- ческий экран 12, имеющий радиальную проводимость, что обеспечиваетс  лучеобразной формой образующих экран металлических пластин. Ширина и форма пластин экрана 12 подбираютс  экспериментально. Разрезы между пластинами экрана могут не доходить до центра, а могут и полностью разрезать экран 12 на отдельные лучеобразные сегменты. Контролируемый обьект 13 (например, металлическа  пластина) распо

0

5

5

0

5

0 5 0 45 50 55

ложен параллельно поверхности экрана 12.

Устройство работает следующим образом .

В отрезке замедл ющей системы, образованном плоскими радиальными спирал ми 3 и 4, возбуждаетс  с помощью генератора элетромагнитных колебаний (не показан) поверхностна  электромагнитна  волна, электрическое поле которой почти полностью сосредоточено в диэлектрической пластине 2 и в диэлектрической плате 11. т е. в зоне между спирал ми 3 и 4 и в области между спиралью 3 и экраном 12. Благодар  отсутствию азимутальной проводимости экрана 12 основна  часть магнитного пол  электромагнитной волны беспреп тственно проходит в область снаружи экрана 12 и наводит азимутальные токи в металлической поверхности объекта 13. Магнитное поле наведенных в поверхности контролируемого объекта 13 токов вычитаетс  из маг- нитного пол , создаваемого токами в спирал х 3 и 4, что приводит к уменьшению погонной индуктивности LO этих спиралей. Благодар  наличию экрана 12, закрепленного на поверхности платы, радиальные токи в объекте 13 не возбуждаютс , вследствие чего рассто ние d до его поверхности не вли ет на величину погонной емкости Со спиралей 3 и 4. Это позвол ет повысить чувствительность измерений, так как при отсутствии экрана 12 и достаточно большом рассто нии d между объектом 13 и спиралью 3 это рассто ние практически не вли ет на величину погонной емкости С0 благодар  противофазному возбуждению спиралей 3 и 4, при котором электрическое поле электромагнитной волны почти полностью сосредоточенно между спирал ми 3 и 4. Однако это рассто ние d до поверхности объекта 13 оказывает вли ние на величину погонной индуктивности Ц, котора  уменьшаетс  с уменьшением этого рассто ни . Наличие изменений погонной индуктивности LO при практически неизменной погонной емкости Со, св занное с изменением рассто ни  d до контролируемой металлической поверхности, обуславливает изменение фазовой скорости VCp волны, равной 1 /VLo Со . Благодар  этому по изменению фазового времени запаздывани  или резонансной частоты отрезка плоской замедл ющей системы может быть определено изменение рассто ни  d. Вследствие экспоненциального распределени  пол  электромагнитной волны около поверхностей спиралей 3 и 4 чувствительность измерений при больших значени х d, в 5-10 раз

превышающих рассто ни  д между спира л ми 3 и 4, оказываетс  незначительной. При уменьшении рассто ни  d до контролируемой поверхности обьектэ 13 происходит перераспределение электриче ого пол  поверхностной волны, которое по вл етс  между спиралью 3 и оиъектом 13, привод  к увеличению погонной емкости Со в случае отсутстви  экрака 1 Так как уменьшение d сопровождаетс  уменьшенном по- тонной индук.ивности l.o и увэличением погонной емкости С0, то изменение фачовой скорости 11ф оказываетс  меньшим, чем это имеет место при наличии экрана 12. При dЈf5 погонна  емкость Со между объектом 13 и сг 1 рэлью 3 возрастает настолько, что чувствительность измерени  близка к нулю. Наличие экрана 12 позвол ет приближать объект 13 практически вплотную к .экрану 12, что значительно расшир ет диапазон ил- мер емых перемещений контролируемого обовкта при увеличении чувстаительнооти. Таким образом, благодар  выполнению провод щих контуров устройства р виде св занных плоских радиальных спиралей и использованию экрана с радиальной проводимостью , установленного между контролируемым объектом и обращенной к нзму радиальной спиралью, обеспечиваетс  по вышение чувствительности устройства дл  измерени  рассто ни  до металлической

поверхности при расширении диапазона измер емых им перемещений

Claims (1)

1. Формула изобретен I  

   Устройство лл  измерени  рос злнич до металлической позерхности содержа щез металлический корпус, закрепленную на одном из его торцов диэлектрическую пластину, предназначенную ,пп  установки напротив контролируемой поверхности, на- нзсенные соосно симме р 1чно на прстиио- положные поверхности пластины грсс-од щие контуоы, образующие злект роди плоской двухр дной замедл ющей гис- ;смы, закрел/ енную на поверхногти провод щего контура, расположенного на внешней поверхности пластины, диэлектрическую плату и подключенный к этим контуре м блок измерени  фазового времени запазди&анир или оезонанснои частоть1 за- мс-Ц ; сой системы, отличающеес  те.-ч, 4io, с целью повышени  чувствительности , оно снабжено экраном закрепленным на внешней поверхности диэлехгричсской платы и выпотненным в виде рас -ОА.ЦИХСЯ из обш°;о цьнтра лучеобразных м талпиче- скмх пластин, а прозод и .ио ксыуры эамед л ющей системы выполнены а оиде радиальных плоских с. с лротивопо ложными направлени ми н мотки.

   12

   12

   фиг. 2