Измеритель свойств слоистых пластиков Советский патент 1993 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для неразрушающего контроля свойств слоистых пластиков, в частности, для измерения проводящих диэлектрических и технологических свойств углепластиков,

Известны устройства для бесконтактного измерения свойств материалов, содержащие магнитопровод с электрическими обмотками, выходной индикатор.

Известно устройство (прототип), служащее для измерения электропроводности углепластиков, содержащее магнитопровод с электрическими обмотками. Магнитопровод выполнен в виде ферритового сердечника полутороидальной формы, включенного в цепь обратной связи LC-генератора. Электропроводность определяется методом вихревых токов. Изменение комплексного сопротивления вихретокового преобразователя вызывает соответствующее изменение частоты автогенератора, которое фиксируется регистрирующей аппаратурой.

В известных устройствах не обеспечивается достаточная чувствительность и точность контроля.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и точности контроля свойств слоистых пластиков. Данная цель достигается тем, что измеритель свойств слоистых пластиков снабжен делителем, второй измерительной обмоткой, переменным резистором и вторым замкнутым спиральным магнитопро- водом, каждый виток которого выполнен с зазором на рабочей поверхности, резистор

vj 00

О

выполнен переменным, а его второй вывод соединен со вторым выводом компенсационной обмотки, расположенной в полости витков первого замкнутого спирального магнитопровода, который размещен на вто- ром замкнутом спиральном магнитопрово- де со стороны, противоположной рабочей поверхности, при этом секции обмотки возбуждения и первой измерительной обмотки расположены на смежных частях витков первого и второго замкнутых спиральных магнитопроводов, вторая измерительная обмотка расположена в полости витков второго замкнутого спирального магнитопровода, причем первые и вторые входы делителя и фазометра объединены и подключены к выводам первой и второй измерительных обмоток соответственно,,а выходы делителя и фазометра соединены с первой и второй выходными шинами уст- ройства.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Магнитопровод преобразователя выполнен в виде верхней 1 и нижней 2 сопри- касающихся магнитных спиралей. Каждая спираль имеет тороидальную форму и выполнена из полуколец, смещенных на один шаг спирали. Нижняя магнитная спираль 2, торцевой слой которой частично снят, вы- полнена с прорезью 3.

Секции 1 и 2 склеиваются между собой и закреплены на каркасе 4, на котором размещается исследуемая деталь 5.

Обмотка возбуждения 6 секционирова- на и охватывает обе магнитные спирали в местах сопротивления. Первая измерительная обмотка 7 также охватывает обе магнит- ные спирали. Вторая измерительная обмотка 8 размещена в нижней тороидаль- ной спирали 2 по оси тороида, Индуктивная обмотка 9 размещена в верхней тороидальной спирали 1 по оси тороида и подключена к параллельно соединенным регулируемым конденсатору 10 и резистору 11,

Первая 7 и вторая 8 измерительные обмотки подключены на вход делителя 12 - измерителя отношения действующих значений напряжений и фазометра 13 - измерителя разности фаз напряжений на этих обмотках.

Предполагаемое устройство фактически представляет собой магнитный Кумет- рический преобразователь, имеющий разветвленную магнитную цепь с общим магнитным участком, охватываемым обмоткой возбуждения и два параллельно включенных магнитных участка, представляющих собой верхнюю и нижнюю спирали, При определенном соотношении частотьм/i

параметров параллельных участков, аналогично электрической цепи, в магнитной цепи возникает резонанс магнитных потоков, который при фиксированных остальных параметрах системы и наличии эталонного образца можно добиться с помощью варьирования емкости. При резонансе потоков отношение магнитных потоков в магнитной ветви с эталонным образцом и магнитного потока общего магнитного участка максимально и равно добротности параллельной системы, при этом разность фаз этих потоков также максимальна. При размещении измеряемого образца вместо эталонного резонанс потоков нарушается, что приводит к уменьшению отношений напряжений на измерительных обмотках, пропорциональных магнитным потоком, рассмотренным выше, а также к уменьшению разности фаз.

Проводящие и диэлектрические свойства, как показано в многочисленных работах, однозначно связаны с технологическими свойствами (степенью полимеризации, плотностью, модулем упругости и пределом прочности на растяжение, сжатие, изгиб и другими) композиционных материалов.

Использование предлагаемого преобразователя позволяет измерить проводящие и технологические параметры слоистых пластиков в весьма короткий срок, (5-10 мин), в противоположность применяемым в настоящее время аналитическим и разрушающим методом, длительность которых составляет 1-2 суток, и не позволяет оперативное вмешательство и коррекцию технологического процесса. Кроме того, существующий контроль является весьма дорогостоящим, энергоемким и материало- емким. Следует также отметить, что предлагаемый метод неразрушающего контроля существенно улучшает условия труда и выгодно отличается от существующего с точки зрения техники безопасности.

Формула изобретения

Измеритель свойств слоистых пластиков, содержащий замкнутый спиральный магнитопровод, секционированную обмотку возбуждения, измерительную обмотку и компенсационную обмотку, первый вывод которой подключен к первому выводу конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен делителем, второй измерительной обмоткой, фазометром, переменным резистором и вторым замкнутым спиральным магнитолроводом, каждый виток которого выполнен с зазором на рабочей поверхности, конденсатор выполнен переменным, а его второй вывод соединен с первым выводом переменного резистора, второй вывод

Использование: неразрушающий контроль диэлектрических и технологических свойств слоистых пластиков, в частности углепластиков. Сущность изобретения: измеритель содержит магнитопровод, выполненный в виде двух соприкасающихся магнитных спиралей тороидальной формы. Обмотка возбуждения и одна из измерительных обмоток охватывает обе магнитные спирали, вторая измерительная обмотка размещена в нижней тороидальной спирали по оси тороида. В верхней тороидальной спирали по оси тороида размещена индуктивная обмотка, подсоединенная параллельно соединенными конденсаторами к резистору. Обе измерительные обмотки подключены соответственно к измерителю отношения значений напряжений и к измерителю разности фаз. 1 ил. со

1 i

которого соединен с вторым выводом компенсационной обмотки, расположенной в полости витков первого замкнутого спирального магнитопровода, который размещен на втором замкнутом спиральном магнитопроводе со стороны, противоположной рабочей поверхности, при этом секции обмотки возбуждения и первой измерительной обмотки расположены на смежных частях витков первого и второго

:2M5IEi®V:

1М Г чГ &Щ замкнутых спиральных магнитопроводов, вторая измерительная обмотка расположена в полости витков второго замкнутого спирального магнитопровода, причем первые и

вторые входы делителя и фазометра объединены и подключены к выводам первой и второй измерительных обмоток соответственно, а выходы делителя и фазометра соединены с первой и второй выходными

шинами устройства.