Толщиномер диэлектрических покрытий Советский патент 1984 года по МПК G01B7/06 

05

СА:

Cpas.1 4;

05

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий.

По основному авт. св. ЛЬ 905620 известен толилиномер диэлектрических покрытий, содержащий последовательно соединенные автогенератор, накладной вихретоковый преобразователь, фазочувствительный детектор, опорное напряжение на который подается от автогенератора через фазовращатель, сумматор, второй вход которого соединен с выходом вихретокового преобразователя через амплитудный детектор и индикатор 1.

Однако точность измерений известного толщиномера не оптимальна, так как она существенно зависит от конструктивных параметров вихретокового преобразователя, а последние в известном устройстве не определены.

Цель изобретения - повыщение точности измерений.

Поставленная цель в толщиномере диэлектрических покрытий, содержащем последовательно соединенные автогенератор, накладной вихретоковый преобразователь, фазочувствительный детектор, опорное напряжение на который подается от автогенератора через фазовращатель, сумматор, второй вход которого соединен с выходом вихретокового .преобразователя через амплитудный детектор, и индикатор, достигается благодаря тому, что параметры вихретокового преобразователя выбираются из следующих соотнощений:

0,3.|--- - 0,4,

где hj и h - расстояния от возбуждающей и измерительной обмоток до рабоче1о торца ви.хретокового преобразователя соответственно; R( и RJ- радиусы возбуждающей и измерительной обмоток, соответственно.

На фиг. 1 приведена блок-схема толщиномера диэлектрических покрытий; на фиг. 2 - вариант взаимного расположения обмоток вихретокового преобразователя; на фиг. 3 - зависимости .модуля 6 максимальной относительной погрешности измерений и относительной амплитуды V вносимого напряжения вихретокового преобразователя от вариаций Н (h, + hj)/TlR, в пределах от 0,1 до 3,0. Толщиномер диэлектрических покрытий состоит из последовательно соединенных автогенератора 1, накладного вихретокового преобразователя 2, фазочувствительного детектора 3, опорное напряжение на который подается от автогенератора 1 через фазовращатель 4, сумматор 5, подключенный вторым входом через амплитудный детектор 6 к выходу вихретокового преобразователя 2, и индикатор 7. Возбуждающая обмотка 8 и измерительная обмотка 9 размещены таКИМ образом, чтобы выполнялись соотнощения

гдеЬ,иЬ2,- расстояния от возбуждающей обмотки 8 и измерительной обмотки 9 до рабочего торца 10 вихретокового преобразователя соответственно;

R, и Rj- радиусы возбуждающей обмотки 8 и измерительной обмотки 9 соответственно.

Толщиномер диэлектрических покрытий работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусоидальным током накладной вихретоковый преобразователь 2. Вносимое напряжение с выхода вихретокового преобразователя 2 подается одновременно на входы фазочувствительного детектора 3 и амплитудного детектора 6. Опорное напряжение фазочувствительного 0 детектора 3 с помощью фазовращателя 4устанавливается синфазным с током возбуждения преобразователя 2. Постоянные выходные напряжения детекторов суммируются в сумматоре 5, а затем подаются на индикатор 7.

Анализ зависимостей (фиг. 3) показывает, что кривая а - зависимости модуля6 максимальной относительной погрещности измерений имеет характерный излом в области НЕ 0,3; 0,4. Отклонение от этой области влево приводит к резкому возрастанию погрещности измерений, а вправо - к существенному снижению амплитуды выходного сигнала преобразователя. Так, при вариациях Н от 0,3 до 0,1 погрещность измерений возрастает в 2 раза, а при изменении Н от 0,4 до 1,2 практически остается постоянной (уменьшается всего на 1%).

С другой стороны, увеличение Н от 0,4 до 1,2 приводит к уменьщению амплитуды выходного сигнала преобразователя более чем в 3 раза.

0 Таким образом, увеличение точности измерений за счет смещения абсолютной величины Н в область больщих его значений ограничивается существенным снижением чувствительности преобразователя к измеряемой величине, что затрудняет реализацию устройства.

Область значений Hf 0,3; 0,4 является оптимальной и позволяет обеспечить достаточно высокую для практики точность измерений без существенного снижения чувстQ вительности преобразователя к толщине диэлектрического слоя.

Погрещность измерений толщины диэлектрических покрытий, например, до 1 .мм, на неферромагнитной основе не превышает ±2%, а на ферромагнитной - ±3%. Уст5 ройство позволяет в том же диапазоне, но с большей точностью, измерять толщину диэлектрического покрытия на любой электропроводящей основе.

Фиг.г

гЧх

k

ю

ТОЛЩИНО/ ЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ по авт. св. 905620, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, параметры вихретокового преобразователя выбираются из следующих соотношений ,3 гдеЬ, и|72-расстояния от возбуждающей и измерительной обмоток до рабочего торца вихретокового преобразователя соответственно; R J и радиусы возбуждающей и измерительной обмоток соответственно.