Емкостной датчик для измерения длины усталостной трещины Советский патент 1979 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к технике измерения деформаций ма ериалов электрическими методами и может быть использовано для определения длины и направления развития усталостных трещин в электроприводных материалах и металлических конструкциях. Известен резистивный датчик длины усталостных трещин,содержащий изоляци онную подложку и чувствительный эле мент гребенчатой формы,размещенный на подложке. Основание и зубцы чувствительного элемента снабжены электричес кими выводами 1. В процессе роста трещины подложка и зубья наклеенного на деталь датчика разрываются. Разрыв зубьев обнаруживается по изменению электрического сопротивления между электрическими выводами основания и зубьев чувствительного элемента, а о длине трещины судят по числу разорванных зубьев. Недостатком известного датчика является необходимость коммутации зубьев и поочередного измерения их сопротивления, чтобы определить длину трещины. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостной датчик для измерения длины усталостной трещины, содержащей изоляционную подложку и обкладку гребенчатой формы, размещенную на подложке. Основание обкладки снабжено электрическим выводом 2. При возникновении и росте трещины подложка и зубья разрываются, что приводит к скачкообразному уменьшению емкости между обкладкой и испытуемой деталью. Q, длине трещины судят по числу скачков или общей величине изменения емкости датчика. Однако при исследовании процесса развития трещины важно знать не только длину, но и направление роста трещины, так как одно направление мож(гт быть не опасным, а другое может привести к катастрофическому разру1 ению детали или конструкции. Для обеспечения возможности определения направления развития трещины в известном емкостном датчике для измерения длины усталостной трещины зубья обкладки выполнены разной ширяны, монотонно изменяющейся по длине обкладки. При таком выполнении датчика наблюдаемые скачки изменения емкости либо монотонно возрастают, либо монотонно убывают в зависимости от направления развития трещины и конструкции датчика. На фиг. 1 изображен предложенный емкостный датчик для измерения.длины трещины; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1. I Датчик содержит изоляционную подложку 1, на которой наклеена или напылена металлическая обкладка 2 гребенчатой формы. Зубья 3 обкладки выполнены разной ширины, монотонно изменяющейся по длине обкладки. Основа ние обкладки снабжено электрическим выводом 4. Для исследования процесса развити усталостных трещин датчик наклеивают на поверхность электропроводной детали 5 так, чтобы направление зубьев совпадало с направлением действующих механических напряжений. Электрический вывод 4 и испытуемую Деталь 5 соединяют с измерителем емкости. Развивающаяся трещина последовательно разрывает зубья,а емкость обкладки 2 относительно детали 5 измен ется скачками.Если трещина растет сл ва направо, величина скачков изменения емкости уменьшается, если трещина справа налево,величина скачков емкос:ти увеличивается. О длине трещины

/ г судят по числу скачков или величине последнего скачка значения емкости, а о направлении раззития трещины - по возрастанию или убыванию величины скачков емкости датчика. Использование предложенного датчика позволит исследовать процесс зарождения и развития трещин в деталях и конструкциях без использования исскуственных концентраторов механических напряжений. Формула изобретения Емкостной датчик д-пя измерения длины усталостной трещины, содержащий изоляционную подложку и обкладку гребенчатой формы, размещенную на подложке, отличающийся тем, что,с целью определения направления развития трещины, зубья обкладки выполнены разной ширины, монотонно изменяющейся по длине обкладки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 182385, кл. G 01 В 7/20, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 299732, кл. G 01 В 7/16, 1969.

i

л-й

3