Толщиномер диэлектрических покрытий Советский патент 1975 года по МПК G01B7/06 

1

Изобретение относится к области измерительной техиики и предназначено, в частности, для измерения толщины диэлектрических покрытий, а также может быть использовано нри контроле перемещений.

Известно устройство для измерения толщины покрытий, содержащее вихретоковый преобразователь, выполненный в виде ферритового етержпя с закрепленными на нем обмотками и измерительной схемы.

Конструктивио вихретоковый преобразователь с автоматическим определением чувствительности в процессе измерения выполнен в виде стержня, на нижней части которого закреплена обмотка, а верхняя часть его является якорем электромагнита.

Иод действием электромагнита обмотка вихретокового преобразователя периодически перемещается на величину образцовой меры толщины AZ, по которой определяется чувствительность преобразователя в процессе измерения в условиях действия мещающих факторов.

На выходе измерительной схемы образуются электрические сигналы, пропорциональные контролируемой толщине покрытия Z-MI, суммарной толщине z- -Az-Uz и установке преобразователя на непокрытое основание f/ioДля пебольщих толщин покрытий можно считать зависимость иапряжеиия от толщины линейной Ui k-Z-}-Uio, где k характеризует

чувствительность преооразователя к толщине покрытпя.

За счет образцовой меры толщины устанавливаются напряжения

Ui k-Z + U,a

ы - k(z + Лг) -f «JOИз решения уравнений определяется толщина покрытия:

щ - «10 д.

,i ш-Дл.

«2- «1

Основными недостатками известного ycTpoiiства контроля толщины покрытий являются громоздкость и сложность конструкции Бихретокового иреобразователя (обмотка с механизмом перемещения), что затрудняет изме)ение и требует значительных затрат времени, а в трудиодоступных местах изделия устаиовка преобразователя и проведение измереиий вообще ие представляется возможным.

Целью иредлагаемого изобретения является измерение толщины покрытий в трудиодоступпых местах.

Поставлеиная цель достигается тем, что толщиномер снабжен генератором периодических импульсов, подключенным к одной из обмоток вихретокового преобразователя.

Иа чертеже изображена фуикциональпая схема предлагаемого устройства.

3

Вихретоковый преобразователь выполнен на феррптовом сердечнике 1 и имеет две обмоткп: измерительную 2 и управляюодую 3. Обмотка 2 совместно с конденсатором 4 образуют задающий генератор 5 высокой частоты. Обмотка 3 питается периодически импульсами тока от генератора 6.

Во время прохол дения тока по обмотке 3 происходит подмагничиваиие сердечника 1, при этом деформируется высокочастотиое поле, образованное обмоткой 2, что эквивалентно увеличению зазора до контролируемого объекта 7.

При отсутствии тока в управляющей обмотке 3 поле обмотки 2 изменяется эквивалентно приближению ее к объекту измерения.

Переменный конденсатор 4 служит для подстройки частоты генератора 5 при установке преобразователя на объекте контроля без нокрытия. Частотный дискриминатор 8 преобразует из1менення частоты генератора 5 в изменения напряжения. Р1зменения частоты генератора 5 происходят из-за изменения зазора до проводящей поверхности объекта 7 и из-за тока в обмотке 3.

Обмотка реле 9 питается пульсирующим током генератора 6. Переключающий контакт реле 9 коммутирует напряжение с выхода частотного дискриминатора 8 через потенциометры 10 и 11 на два входа вычислительного устройства 12. При отсутствии подмагничивания ферритового стержня напряжение «ьиропорциональное зазору z до проводящего объекта 7 (толщине покрытия), поступает иа потенциометр 10 и с него - на вычислительное устройство 12.

При подмагничивании ферритового стержня напряжение и.- пропорционально суммарному зазору до проводящего объекта и эквивалентному перемещению преобразователя, т. е. И2; 2г+Аг.

Вычислительное устройство 12 выполняет ;)пе15апии в соответствии с выражением

II.,

Аг,

ц,- «т

где «1 и W2 - иормированные напряжения, нронорциональиые и и и. Нормирование ;1роизвод1ггся из условия равенства напряжений при отсутствии влияния нроводящего объекта (бесконечно больщой зазор). Эта операция осуществляетсяс помощью иотепциометров 10 н 1. Регистрирующий прибор 13 через переключатель 14 может нодключаться для измерения ui и Ы2 на выход вычислительного устройства 12.

Блок нитания 15 обеспечивает питание элемеитов схемы.

Па чертеже щтриховой линией услов ю ноказана величина образцовой меры толщины Дг, получаемая за счет деформации высокочастотного поля измерительной обмотки 2, при подмагничиваиии периодическими импульсами тока ферритового стержня 1.

Работа толщиномера нроисходит следующим образом. Преобразователь устанавливается на непокрытый образец и при отсутствии тока через управляющую обмотку 3 конденсатором 4 устанавливается напряжение «ю, равное нулю. После этого преобразователь относится от образца на расстояние, при котором влияние его не проявляется. В этих условиях устанавливается напряжение масштабными потенциометрами 10 и 11.

После такой настройки толщиномера регистрирующий прибор 13 нодключается на выход вычислительного устройства 12. Показания нрибора 13 определяются только искомой толщиной диэлектрического иокрытия.

Предмет изобретения

Толщиномер диэлектрических покрытий, содержащий вихретоковый преобразователь, выполиенный в виде ферритового стержня с закрепленными на нем обмотками и измерительной схемы, отличающийся тем, что, с целью измерения толщины покрытий в труднодоступных местах, он снабжен генератором

периодических импульсов, нодключенным к одной из об.моток вихретокового иреобразователя.