Накладной вихретоковый преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий на электропроводящих основаниях.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет возможности правильно ориентировать рабочую поверхность преобразователя относительно проводящей поверхности объекта.

На чертеже приведена схема накладного вихретокового преобразователя.

Накладной вихретоковый преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах содержит плоскую прямоугольную возбуждающую катушку 1, плоские прямоугольные первую - пятую измерительные катушки 2-6, первую - пятую компенсационные катушки 7-11, рабочую поверхность 12 преобра зователя, неэлектропроводящее покрытие 13, тол1Цина которого равна h, проводящий объект 14.

Возбуждающая катушка 1 расположена перпендикулярно рабочей поверхнос ти 12 преобразователя, что позволяет получить относительно простую кар тину поля вихревых токов, определяемую толщиной покрытия. Рабочей стороной возбуждающей катушки 1 является ближняя к проводящему объекту 14 сторона возбуждающей катушки 1. Первая 2, вторая 3, четвертая 5,пятая 6 измерительные катущки и первая 7, вторая 8, четвертая 10, пятая 11 компенсационные катушки одинаковы по размерам. Третья измерительная 4 и компенсационная 9 к,атушки также одинаковы по размерам. Площадь сечения измерительных катушек выбрана из условия линейности распределения напряженности поля в измерительной катушке. Первая 2, четвертая 5 измерительные катушки и первая 7, четвертая 10 компенсационные катушки расположены перпендикулярно к рабочей поверхности 12 преобразователя. Вторая 3, пятая 6 измерительные катушки и вторая 8, пятая 11 компенсационные катущки расположены параллельно к рабочей поверхности 12 преобразователя. Третья измерительная катзгшка 4 расположена перпендикулярно к первой 2 и второй 3 измерительным катушкам, плоскость третьей измерительной катушки 4 перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей ка

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тушки 1 и пересекает ее в середине, при этом центр третьей измерительной катушки 4 совпадает с линией пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, а их центры симметрии совпадают. .Третья компе нсационная катушка 9 расположена аналогично третьей измерительной катушке 4,только около дальней от рабочей поверхности преобразователя стороны возбуждающей катущки 1. Линии пересечения первой 2, второй 3 и четвертой 5, пятой 6 измерительных катушек расположены симметрично относительно возбуждающей катушки 1. Линия пересечения первой 2, второй 3 измерительных катушек, рабочая сторона возбуждающей катушки 1 и линия пересечения четвертой 5 и пятой 6 измерительных катушек образуют плоскость, параллельную рабочей поверхности 12 преобразователя . Расстояние между линией пересечения второй 3 и третьей 4 измери-- тельных катушек и возбуждающей катушкой 1 соизмеримо с диапазоном контролируемых толщин. Линии пересечения первой 7, второй 8 и четвертой 10, пятой 11 компенсационных катушек расположены симметрично относительно возбуждающей катушки 1. Линия пересечения первой 7, второй 8 компенсационных катутпек, дальняя от рабочей поверхности преобразователя 12 сторона возбуждающей катушки 1 и линия пересечения четвертой 10 и пятой 11 компенсационных катушек образуют плоскость, параллельную рабочей поверхности 12 преобразователя. Первая компенсационная катушка 7 лежит в одной плоскости с первой измерительной катушкой 2, четвертая компенсационная 10 лежит в одной плоскости с четвертой измерительной катушкой 5. Первая - пятая измерительные катущки 2-6 включены последовательно и встречно с первой - пятой компенсационными катуЕпками 7-11, соответственно.

Возбуждающая катушка 1 совместно с первой 2 и второй 3 измерительными катушками включенными последовательно и встречно с первой 7 и второй 8 компенсационными катушками предназначена для измерения толщины h неэлектропроводящего покрытия 13. Возбуждающая катушка 1 совместно с третьей измерительной катушкой 4, включенной последовательно и встречно с третьей

компенсационной катушкой 9, предназначена для установки рабочей стороны возбуждающей катушки 1 параллельно поверхности проводящего объекта 14. Установка плоскости, образованной линией пересечения первой 2 и второй 3 измерительными катушками, рабочей стороной возбуждающей катушки 1 и линией пересечения четвертой 5 и пятой 6 измерительных катушек, параллельно поверхности проводящего объекта 14 осуществляется возбуждающей катушкой 1, первой 2, второй 3, четвертой 5 и пятой 6 измерительными кадушками, включенными последовательно и встречно с первой 7, второй 8, четвертой 10 и пятой 11 компенсационными катушками.

Преобразователь работает следующим образом.

При настройке преобразователя в отсутствии объекта измерения суммарное напряжение, снимаемое с любой измерительной катушки, включенной последовательно и встречно с соответствующей компенсационной катушкой, устанавливается равным нулю. Далее начинается установка преобразователя таким образом, чтобы его рабочая поверхность 12 была параллельна поверхности проводящего объек та 14.

Для этого необходимо, чтобы, с одной стороны, напряжение, наводимое вихревыми токами в третью измерительную катушку 4, включенную последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 9, было равно нулю, а с другой стороны, отношение напряжений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительными катушками было равно отно- шению напряжений, наводимых вихревыми токами в четвертую 5 и пятую 6, измерительные катушки. При выполнении этих условий отношение напряжений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки, также как и четвертую 5 и пятую 6 измерительные катушки, однозначно связано с толщиной неэлектропроводящего покрытия 13.

Таким образом, при контроле толщины диэлектрических покрытий такой

преобразователь позволяет получать объективную информацию о положении рабочей поверхности последнего относительно проводящей поверхности объекта, за счет чего будет исключаться косов.

влияние пере

O

0

5

0

Формула изобретения

Накладной вихретоковый преобразо-. вателъ для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских про- водяп х объектах, содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую катушку, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, две плоские прямоугольные взаимно перпендикулярные измерительные катушки, одна из которых расположена перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, а вторая - параллельно ей, две компенсационные катушки,включенные последовательно и встречно соответственно с первой и второй из- мерительньми катушками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен третьими измерительной и компенсационной катушками, расположенными перпендикулярно к соответствующим первым двум так, что плоскость третьей катушки перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей катушки и пере- секает.ее в середине, а центры симметрии соответствующих трех катушек . совпадают плоскими прямоугольньми взаимно перпендикулярными четвертой и пятой измерительными и компенсационными катушками, из которых четвертые катушки расположены перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, а пятые - параллельно ей, линии пересечения первой, второй и четвертой, пятой измерительных и компенсационных катушек, расТюложены симметрично относительно возбуждающей катушки, линия пересечения пер- вой, второй измерительных катушек, рабочая сторона возбуждающей катушки и линия пересечения четвертой и пятой измерительных катушек, а также линия пересечения первой, второй компенсационных катушек, сторона возбуждающей катушки, противоположная

5

0

0

5

рабочей, и линия пересечения четвертой и пятой компенсационных катушек образуют плоскость, параллельную рабочей поверхности преобразователя.

17.93473 6

третья, четвертая и пятая компенса- тельно и встречно с третьей, четвер- ционные катушки, включены последова- той и пятой измерительными катушками

Изобретение относится к области неразру шающего контроля и может найти применение при измерении толщины 10 неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах. Изобретение решает задачу повышения точности измерения толщины нерависжерных покрытий. Для этого в преобразователь, содержащий возбуждающую катушку 1, первую, вторую измерительные катушки 2,3, первую, вторую компенсационные катушки 7, 8, дополнительно введены третья, четвертая и пятая измерительные катушки 4, 5, 6 и третья, четвертая и пятая компенсационные катушки 9, 10, 11, позволяющие установить рабочую поверхность 12 преобразователя параллельно поверхности проводящего объекта 14. 1 ил. с (g (Л / д ;о со 4: САЭ