SU847002A1 - Электромагнитное устройство дл из-МЕРЕНи РАССТО Ни дО элЕКТРОпРОВО-д щЕй пОВЕРХНОСТи - Google Patents

Description

,1 . ,, Изобретение относитс  к неразрушающим методам контрол  качества и геометрических параметров изделий и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, где требуетс  измерение рассто ний до электропроводзщей поверхности, в ча ности измерение толщины диэлектри ческих покрытий. Известны толщиномеры диэлектрических покрытий, содержащие автогенератор , соединенный с ним вихретоковый преобразователь с компенсатором , усилитель, фазовращатель, фазо вый детектор и индикатор 13 . Недостатком известных -толщиномеров  вл етс  необходимость при не материала.основы установки нул  прибора, калибровки его по прилапае мым образцам толщины и подбора спе- циального фактора, обеспечивающего нечувствительность толщиномера к. изменени м электрофизических свойст материала основы в узких пределах, а также частой установки нул  толщиномера вследствие температурного дрейфа индуктивных катушек преобраз вател  . Наиболее близким по технической cyidHOCTH к изобретению  вл етс  эле ромагнитное устройство дл  измерени  рассто ни  до электропровод щей поверхности , содержащее автогенератор, соединенный с ним вихретоковый преобразователь с компенсатором, подключенные к преобразователю два фазочувствительных детектора, один из ко-, торых настроен синфазно с активной, а другой - сннфазно с реактивной составл ющи1«1и вносимого в преобразователь напр жени , сумматор и индикатор C2J. . . Это устройство позвол ет отстроитьс  от вли ни  изменений удельной электрической проводимости в широких пределах. Однако погрешность измерений его резко возрастает при контроле толщины диэлектрических покрытий,, нанесенных на ферромагнитную основу из-за отсутстви  отстройки от вли ни  изменений магнитной проницаемости основы. Цель изобретени  - повьдаение надежности и точности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено двум  блоками возведени  в квадрат, включенными между выходами фазочувствительных детекторов и входами сумматора, и последовательно соединенными блоком иэвлечени  квадратного корн  и вторым сумматором, блок извлечени  квадратного корн  подключен к выходу первого сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом фаэочувствительного детектора, настроенного синфазно с активной составл ющей вносимого напр жени , а его выход подключен к индикатору. А также тем, что устройство снабжено двум  цеп ми из последовательно соединенных ключа запоминающего блока и блока вычитани  вход ключа каждой из цепей соединен с выходом соответствующего фазочувствительного детектора, пр мые входы блоков вычитани  цепей подключены к выходам соответствующих фазочувствительных детекторов, а выходы к входам соответствующих блоков возведени  в квадрат.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - то же, вариант; на Ькг. 3 - годографы вносимого в вихретоковый преобразователь напр жени  в зависимости от рассто ни  Н от преобразовател  до поверхности издели , и,от удельной электрической проводимости Ъ , и относительной магнитной проницаемости fj этого издели , характеризуемых обобщенным параметром Ibg/ R |21CfjUob/jw, где R - средний радиус преобразовател , f - частота тока возбуждени  ВТП, jUj, - магнитна  посто нна , h и HQ, - средние значени  от обмоток ВТП по поверхности издели .

Устройство содержит автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2 с компенсатором, ива фазочувствительных детектора 3 и 4, два блока 5 и б возведени  в квадрат, два сумматора 7 и 8, блок 9 извлечени  квадратного корн  и индикатор 10. Устройство (на фиг. 2) содержит также две цепи из последовательно соединенных ключей 11 и 12, запоминающих блоков 13 и 14, и блоков 15 и 16 вычитани .

Устройство работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусоидальным током вихретоковый преобразователь 2 (ВТП) с компенсатором. Компенсатор позвол ет минимизировать выходное напр жение преобразовател  при отсутствии издели  в зоне контрол  ВТП. Выходное напр жение ВТП с компенсатором поступает на входы двух фазочувствительных детекторов 3 и 4, а опорные напр жени  на них подаютс  от автогенератора 1. При этом на фазочувствительный детектор 3 подаетс  опорное напр жение, синфазное с током возбуждени  ВТП, а на фазочувствительный детектор 4 - ортогональное с током возбуждени  ВТП. Отношение коэффициентов передачи фазочувствительного детектора 3 и фазочувствительного детектора 4 равно 1,12:1. Напр жени  с выходов фазочувствительных детекторов 3 и 4, пропорциональные активной и реактивной составл ющим вносимого напр жени соответственно поступают на входы блоков 5 и 6 возведени  в квадрат, имеющих отношение коэффициентов передачи 1,67:1 соответственно Выходные напр жени  блоков 5 и б, пропорциональные квадратам входных напр жений, складываютс  на сумматоре 7 и с его выхода подаютс  через блок 9 извлечени  квадратного корн  на один из входов второго сумматора 8. На другой вход сумматора 8 поступет напр жение с выхода фазочувствительного детектора 3. К выходу сумматора 8 подключен индикатор 10. Когда в устройство включены два ключа 1 и 12, два запоминающих блока 13 и 14 и два блока вычитани  15 и 16, и рабтают эти блоки .следующим образом. Пр отсутствии издели  в зоне контрол  ВТП ключи 11 и 12 подключают к выходам фазочувствительных детекторов 3 и 4 запоминак цие блоки 13 и 14,. где происходит запоминание их выходных напр жений. Затем ключи 11 и 12 размыкаютс , и при проведении измерений выходные сигналы фазочувствительных детекторов 3 и 4поступают на пр мые входы блоков 15 и IS вычитани , на инверсные входы которых подаютс  запомненные значени  напр жений с выходов запоминающих блоков 13 и 14. На блоках 15 и 16 вычитани  происходит вычитание из выходных сигналов, фазочувствительных детекторов 3 и 4 напр жений недокомпенсации, и разностные напр жени  с выходов этих блоков подаютс  на вхоДы блоков 5 и возведени  в квадрат. Применение этих блоков пoзвqл eт значительно снизить погрешность измерени , св занную с дрейфом характеристик ВТП.

Из анализа годографов (на фиг.З) видно, что линии изменени  обобщенного парг метра |bo/f|5 близки к дугам окружностей с центрами, лежащими на оси ® они подход т к оси ){|„ под одним углом. При этом радиус этих окружностей зависит только от величины Н и не зависит от изменений параметра т.е. от изменений удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости материала так, что, если известны значени  ..Оои и JmUoH , то величина

радиуса окружности определ етс  по формуле

Р- bReue« NJc(eU6j43 U ,

Claims (2)

1. где А, В и С .- посто нные коэффициенты . Дл  того, чтобы при изменении удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости материала во всем диапазоне годографы вносимого в ВПТ напр жени  имели вид дуг окру кностей , частота тока возбуждени  ВТПвыбираетс  дл  ц г 1000 из уелоf , l,25.10/R 6 -.)4.J.eS Если же значение fO/ 1000, то выбор частоты тока возбуждени  не зависит от удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости материала и определ етс  лиц1Ь удобством создани  прибора. При этом погрешность измерени  рассто ни  Н не превышает 2,5% от измер емой величины во всем диапазоне изменени  обобщенного параметра jSo/iju от О дооо Устройство дл  измерени  рассто ний до электропровод щей поверхности позвол ет измер ть рассто ни  и св занные с ними величины (например, толщину диэлектрических покрытий) как до немагнитной, так и до магнитной электропровод щей поверхности из дели  независимо от электромагнитны свойств материала издели  и изменени его структуры, измер ть рассто ни  до изделий из ферритов, повышает точ ность и надежность измерений, .замен  ет подавл ющее большинство выпускаемых в насто щее врем  толщиномеров диэлектрических покрытий. В устройстве может быть использован накладной как трансформаторный, .так и параметрический вихретокс вый преобразователь. . Формула изобретени  1. Электромагнитное устройство измерени  рассто ни  до электропровод щей поверхности, содержащее автогенератор, соединенный с ним вихретоковый преобразователь с компенсатором , подключенные к преобразователю два фазрчувствительных детектора , один из которых настроен синфазно с активной, а другой - синфазно с реактивной составл ющими вносимого в преобразователь напр жени , сумматор и индикатор, о т л ичающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и точности измерени , оно снабжено двум  блоками возведени  в квадрат, включенными между выходами фазочувствительных детекторов и входами сумматора, и последовательно соединенными блоком извлечени  квадратного корн  и вторым cyNMaTopOM, блок извлечени  квадратного корн  подключен к выходу первого сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом фазочувствительного детектора., на строенного синфазно с активной составл ющей вносимого напр жени , а его выход подключен к индикатору. 2. Устройство пи п.1, отличающеес  тем, что оно снабжено двум  цеп ми из последовательно соединенных ключа, запоминающего блока и блока вычитани , вход ключа каждой из цепей соединен с выходом соответствующего фазочувствительного детектора , пр мые входы блоков вычитани  цепей подключены-к выходам соответствующих фазочувствительных детекторов , а выходы - к входс м соответствующих блоков возведени  в квадрат . Источники информации; прин ть1е во внимание при экспертизе 1.Под ред. В, В. Клюева, Приборы дл  неразрушающего контрол  материалов изделий, кн.2, М., Машиностроение , 1976, с.143-145.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 257114, кл. G 01 N 27/86, 1969 ( прототип).