Устройство для измерения толщины немагнитных покрытий, нанесенных на изделия из магнитных материалов

 

¹ 108916

Класс 42b, 12ва

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. М. Эльгард

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ НЕМАГНИТНЫХ

ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА ИЗДЕЛИЯ ИЗ МАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Заявлено 23 декабря 1955 г. за М 10896/455576 в Министерство транспортного машиностроения СССР

Предметом изобретения является прибор для измерения толщины немагнитных покрытий, нанесенных на изделия из магнитных материалов.

Известны приборы для указанной цели, содержащие Т-образный или стержнеобразный датчик трансформаторного типа с дифференциально включенными вторичными обмотками.

Отличительная особенность описываемого ниже устройства заключается в применении в нем экрана в виде стального стержня, устанавливаемого параллельно стержню Тобразного датчика на некотором от него расстоянии, или в виде разрезанного по образующей стального цилиндра, внутри которого помещается стержнеобразный датчик.

Благодаря применению упомянутых выше экранов обеспечивается экранирование датчика от влияния краевого эффекта.

Кроме того, в предложенноц устройстве применена корректирующая обмотка, расположенная на экране датчика рядом с измерительной и индуктирующая в ней добавочную э.д.с., компенсирующую влияние магнитной проницаемости и толщины изделия при установке датчика на непокрытый участок проверяемого изделия.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема прибора; на фиг. 2 — Т-образный датчик; на фиг. 3 — стержнеобразный датчик; на фиг. 4 — сечение по ЛЛ экранирующего цилиндра.

В качестве чувствительного к толщине элемента в устройстве применен Т-образньш (фпг. 2) или стержнеобразный (фиг. 3) датчик 1, на конце которого находится контактирующи и ш арик 2.

Для экранировки датчика от влияния краевого эффекта, возникающего при измерениях на краях изделия или вблизи выступающих частей, применен стальной экран, выполненный в виде стержня д (фиг. 2), устанавливаемый параллельно стержню датчика на некотором от него расстоянии, или цилиндр

3 (фиг. 3), разрезанный по образующей для подавления вихревых токов.,№ 108916

В датчике имеется первичная оомотка 4 (lI), измерительная обмотка

5(4), компенсационная обмотка 6(l,) и корректирующая обмотка 7(4).

Обозначения в скобках относятся к электрической схеме прибора, изображенной на фиг. 1.

Первичная обмотка датчика питается от сети 220, 110 вольт через попонижающий стабилизированный трансформатор, состоящий из трансформатора Тр, емкости CI и сопротивления R.".

Вторичные обмотки датчика — измерительная и компенсационная— подключены по дифференциальной схеме через выпрямительные столбики B к указывающему прибору Г.

Действие прибора основано на изменении индуктируемой э,д.с. в изм .рительной обмотке Е „магнитным потоком, охватывающим эту обмотку. Величина потока меняется в зависимости от толщины покрытия К что отмечается указывающим прибором, градуированным в микронах.

Указывающий прибор шунтирован сопротивлениями RI, позволяющими устанавливать необходимые пределы измерения. Переход от одного диапазона измерения к другому осуществляется переключателем П.

Э.д.с. в измерительной обмотке Е зависит не только от толщины слоя немагнитного покрытия 8, но также и от магнитной прошщаемостн изделия 9 и от его толщины. Она достигает максимального значения при отсутствии покрытия на изделии с наибольшей магнитной проницаемостью и уменьшается по мере роста толщины покрытия по гиперболическому закону, стремясь к постоянному значению Е„, получающемуся при датчике, удаленном от изделия.

Для исклк>чения влияния магHIITной проницаемости и толщины изделия в приборе применена коррск. тирующая обмотка. расположен ая на экранирующем стержне илп цпслиндре рядом с измерительной обмоткой.

Корректирующая обмотка питается от понижающего трансфооматора и индуктирует в измерительную оомотку некоторую добавочную электродвижу1цую сил Е, Электродвижущая сила Е,, зависит от толщины покрытия. Она достигает максимальной величины при установке датчика на непокрытый участок изделия, поскольку при этом имеется наибольшая магнитная связь между корректирующей и измерительной обмотками, и уменьшается по гиперболическому закону по мере увеличения толщины покрытия до весьма малой величины.

При согласованном и<лючении первичной и корректирующей обмоток э.д.с. в измерительной оомоткс раи1яется:

Е,, =Е„ +Е... где Е „ — электродвижущая сила, и ндуктирусмая пс рвичной обмоткой.

Величина Е,. регулируется в широких пределах сопротивлением К и устанавли1застся такой, чтобы э.д.с. в измерительной обмотке Е „ при отсутствии покрытия была одна и та же для изделий из разных магнитHhIx материалов с разной толщиной.

Это дает возможность исключить влияние магнитной проницаемости и толщины изделий при помощи одной простой регулировки-установки за; д11нного значения э.д.с. в измерительной обмотке Е „регулировочным сопротивлением /т при датчике, контактирукпцим с IlcIIol

11рп такой установке кривые зави HMocTH Е „oT толщины покрытия для разных магнитных материалов с разной толщиной магнитной основы совместятся, поскольку они имеют по две общих точки, одну — соответству1ощую нулевой толщине покрытия, т. с. установке датчика на непокрытую деталь, и !3Topvlo — соответствующу1о бесконечно большой толщине, т. е. при датчике, удаленном от проверяемой детали, так как при этом добавочная э.д.с. Е,,,индуктируемая корректирующей обмоткой, становится практически равной нулю, а Е„ становится равной постоянной величине Е„ . ОтличиМ 108916 тельной особенностью предлагаемой корректировки является автоматическое исключение влияния магнитной проницаемости и толщины изделия после выравнивания э.д.с. Е,.до некоторого заданного значения прн датчике, установленном на непокрытое изделие.

Величина компенсирующей э.д.с.

Е „„ в обмотке l< устанавливается равной Е „и в дальнейшем не меняется, что дает возможность быстро установить Е „ . Для этого нужно только установить датчик на непокрытое изделие и, вращая ручку сопротивления R, вывести стрелку указывающего прибора на нуль.

При этом E „= Е „,„, . После выравнивания Е„до заданного значения Е,,„, можно измерять покрытие, пользуясь одной и той >ке шкалой, независимо от магнитной проницаемости и толщины материала изделия.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения толщины немагнитных покрытий, нанесенных на изделия из магнитных материалов, содержащее Т-образный или стержнеобразный датчик трансформаторного типа с дифференциально включенными вторичными обмотками, отлнчающеес я тем, что, в целях экранировки датчика от влияния краевого эффекта, применен экран в виде стального стержня, устанавливаемого параллельно стержню Т-образного датчика на некотором от него расстоянии, или в виде разрезанного по образующей стального цилиндра, внутри которого помещается стержнеобразный датчик.

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, в целях исключения при измерении толщины покрытий, независимо от конфигурации изделия, влияния магнитной проницаемости и толщины проверяемого изделия; в нем применена корректирующая обмотка, расположенная на экране датчика рядом с измерительной обмоткой и индуктирующая в ней добавочную э.д.с., величина которой устанавливается при датчике, контактирующим с непокрытым проверяемым изделием, такой, чтобы компенсировать влияние магнитной проницаемости и толщины изделия.