Устройство для измерения толщины токопроводящих слоев Советский патент 1982 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к контрольНС-измерительной технике и может быть использовано для измерений толщины токопроводящих слоев металлических изделий на металлургических и машиностроительных заводах.

Известно устройство для контроля толщины токопроводящих слоев металлических изделий, в частности, то.шцины стенок труб, содержащее постоянный магнит с полюсами, аксиально расположенными, относительно полости трубы, диск, выполненный из неферромагнитного материала, и плоскую катушку индуктивности, закрепленную на диске. Диск установлен с возможностью вращения в зазоре между полюсами магнита и стенкой трубы, а толщину стенки трубы определяют по величине ЭДС катушки индуктивности при перемещнии ее в полости трубы с постоянной скоростью 1.

Недостатком устоПства является низкая точность измерений, обуслов-. ленная слабой заБисимост2 ю величина ЭДС катушки от толщины стенки трубы и отклонением постоянного магнита относительно оси трубы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения толщины токопроводящих слоев, содержащее корпус, электродвигатель, на конце вала которого закреплен постоянный магнит и два магниточувствительных элемента, которые располагаются с другой стороны контролируемого изделия. При вращении электродвигателем постоянного магнита возникает переменное магнитное поле, величина которого считывается магниточувствительными элементами, по разности сигналов которых можно судить о толщине токо проводящих слоев f2j.

Однако у известного устройства низкая точность измерений, вследствии низкой чувствительности датчика, экранированного токопроводящим слоем, а также слабой зависимости величины ЭДС магниточувствительных эле- ментов от толщины контролируелюго слоя.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для достижения цели устройство для измерения толщины токопроводящих слоев, содер) корпус, электродвигатель, на конце вала которого эаке. постоянный магнит, снабжено дополнительным постоянным магнитом, закрепленным на другом конце вала электродвигателя, чгилеобразным диском из токопроводящего материала, установленным в корпусе с возможностью вращения вблизи дополнительно го постоянного магнита, спиральной : пру киной, которая прикреплена одним концом к чашеобразному диску, а другим - к корпусу, круговой шкалой, закрепленной на корпусе и индикаторной стрелкой, связанной с осью чашеобразного диска. На чертехсе представлена конструк дня устройства для измерения толщины токопроводящих слоев. Устройство содержит выполненный из неметаллического материала кор-.; пус 1, расположенные внутри последнего электродвигатель 2-, на противоположных концах вала 3 которого закреплены постоянный магнит 4 и дополнительный постоянный магнит 5, чашеобразный диск б, который- .выполнен из токопроводящего материала и установлен в корпусе 1 с возможностью вращения вблизи дополнительного постоянного магнита 5, спиральную пружину 7, которая прикреплена одним концом (на чертеже не показан) к ча1иеобразному диску 6, а другим (на чертеже не показан) - к корпусу 1, круговую шкалу 8, закрепленную на корпусе 1. и индикаторную стрелку 9 которая связана с осью чашеобразного диска б, Электродвигатель 2 выпол нен с последовательным возбуждением для осуществления плавной зависимости частоты вращения от величины нагрузки на валу 3. Устройство работает следующим образом. С помощью электродвигателя 2 пос тоянный магнит 4 и дополнительны постоянный магнит 5 приводятсяво вращение с постоянной скоростью, при этом переменное поле вращающегося дополнительного постоянного магнита 5 взаимодействует с материалом чашеобразного диска б и индуцирует в нем вихревые токи, которые создают момент, пропорциональный скорос ти вращения. Чашеобразный диск б поворачивается в сторону вращения дополнительного постоянного магнита 5 и закручивает спиральную пружи ну 7. Поворот чашеобразного диска б происходит до тех пор, пока крутящий момент индуцированных вихревых токов не станет равным силе упругос ти спиральной пружины 7. Индикаторная стрелка 9, вращаясь вместе с ча шеобразным диском б, показывает на круговой шкале 8 угол поворота, после чего к вращающемуся; постоянному магниту 4 подносят контролируемый токопроводяиий слой (на чертеже не показан).Переменное поле вращающегося постоянного магнита 4 вызывает в контролируемом слое появление вихревых токов. Эти вихревые токи, в свою очередь, взаимодействуют с полем постоянного магнита 4, вследствие чего частота его вращения уменьшается, причем уменьшение частоты вращения пропорционально толщине контролируемого токопроводящего слоя. Уменьшение оборотов вала электродвигателя 2 вызывает уменьшение взаимодействия дополнительного постоянного магнита 5 и чашеобразного диска 6, вследствие чего угол поворота чашеобразного диска б уменьшается, что фик-сируется индикаторной стрелкой 9 на круговой шкале 8. Величина изменения угла поворота служит мерой оценки толщины токопроводящего слоя контролируемого изделия. Использование новых элементов выгодно отличает данное устройство от известных, так как используется механический способ измерения сигналов, что упрощает конструкцию и делает ее надежной. Кроме того, данное, устройство позволяет значительно расширить интервал измеряемых толщин. Формула изобретения Устройство для измерения толщины токопроводящих слоев, содержащее корпус, электродвигатель, на конце вала которого закреплен постоянный магнит, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительным постоянным магнитом, закрепленным на другом конце вала электродвигателя, чашеобразньвл диском из токопроводящего материала, установленным в корпусе с возможностью вращения вблизи дополнительного постоянного магнита, спиральной пружиной, которая прикреплена одним концом к чашеобразному диску, а другим к корпусу, круговой шкалой, закрепленной на корпусе, и индикаторной стрелкой, связанной с осью чашеобразного диска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3205435, кл. 324-34, 1965. 2.Патент США W 3241057, кл. 324-34, 1966 (прототип).

2 3