Накладной вихретоковый преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к измерению толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах . Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя за счет повышения его помехозащищенности . Накладной вихретоковый преобразователь , содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую катушку 1, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности 7 преобразователя, две пары взаимно перпендикулярных измерительных катушек 2, 3, 4, 5, 6,из которых катущки 5 и 2 параллельны возбуждающей, а 6 и 3 перпендикулярны ее плоскости, и третью измерительную катушку 4, перпендикулярную катушкам 2 и 3, снабжен электростатическим экраном 14, охватьшающим поверхность преобразователя, противоложную рабочей и охватывающей дальнюю от рабочей поверхности преобразователя сторону возбуждающей катущки I ферритовой трубкой 8, на которой размещены компенсационные катущки 9-13. 2 ил. S S (/ С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<дП G 01 В 7/06,1

/ ср,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю „, „4 (21) 4126591/25-28 (22) 18.07.86 (46) 30.04.88. Бюл. У 16 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) И.Ю. Быховский, Л.М. Логвинов и Ю.С. Быховский (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1293473, кл. G 01 В 7/06, 09.10.85. (54) НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к измерению толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах. Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя эа счет повышения его помехоэащищеннос„„ЯО„„1392346 А 1 ти. Накладной вихретоковый преобразов а тель, содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую катушку 1, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности 7 преобразователя, две пары взаимно перпендикулярных измерительных катушек 2, 3, 4, 5, 6,из которых катушки 5 и 2 параллельны возбуждающей, а 6 и 3 перпендикулярны ее плоскости, и третью измерительную катушку 4, перпендикулярную катушкам 2 и 3, снабжен электростатическим экраном 14, охватывающим поверхность преобразователя, противоложную рабочей и охватывающей дальнюю от рабочей поверхности преобразователя сторону возбуждающей катушки 1 ферритовой трубкой 8, на которой размещены компенсационные катушки 9-13. 2 ил.

1392346, Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к измерению толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объек1 5 тЭх в том алучае, когда толщина покрытия скрывает расположение поверхнОсти проводящего объекта, расположенного рядом с другими электропроводящими изделиями, и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — повышение производительности преобразователя за, с4ет повышения его помехоэащищеннос» т и.

° ° ° °

На фиг. 1. изображены схема накадного вихретокового преобразователя, на фиг. 2 — картина магнитных иний рабочей и дальней от рабочей поверхности преобразователя сторон

1аозбуждающей катушки при помещении дальней от рабочей поверхности преобразователя стороны возбуждающей катушки в ферритовую трубку.

Накладной вихретоковый преобраэо- 25 ватель для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах содержит плоскую прямоугольную возбуждающую катушку 1 с расстоянием А между противополож- 30 ными сторонами, плоские прямоугольные первую 2, вторую 3, третью 4, четвертую 5.и пятую 6 измерительные катушки. Первая 2, вторая 3, четвертая 5 и пятая 6 измерительные катушки одинаковы по размерам. Площадь сечения измерительных катушек выбрана из условий линейности распределения напряженности поля в измерительной катушке. Дальняя от рабочей поверхности 7 преобразователя сторона возбуждающей катушки 1 проходит через ферритовую трубку 8, радиус R которой может быть равен 2-3 мм. Фер" ритовая трубка 8 может быть склеена из ферритовых колец. На ферритовую трубку 8 намотаны первая 9, вторая Е0 третья 11, четвертая 12.и пятая 13 компенсационные катушки. Нерабочая поверхность преобразователя защищена электростатическим экраном 14, выполненным из материала с высокой электропроводностью. Позицией 15 обозначено неэлектропроводящее покрытие проводящего объекта 16.

S5

Возбуждающая катушка 1 расположена перпендикулярно рабочей поверхности 7 преобразователя, что позволяет получить относительно простую картину попя вихревых токов, определяемую толщиной покрытия 15. Рабочей стороной возбуждающей катушки 1 является ближняя к проводящему объекту

16 сторона возбуждающей катушки 1.

Первая 2 и четвертая 5 измерительные катушки расположены перпендикулярно к рабочей поверхности 7 преобразователя. Третья измерительная катушка 4 расположена перпендикулярно первой 2 и второй 3 измерительным катушкам, а плоскость третьей измерительной катушки 4 перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей катушки 1 и пересекает ее в середине, при этом центр третьей измерительной катушки 4 совпадает с лининей пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, а их центры симметрии совпадают. Вторая 3 и пятая 6 измерительные катушки расположены парал" лельно к рабочей поверхности 7 преобразователя. Линии пересечения первой 2, второй 3, четвертой 5 и пятой

6 измерительных катушек расположены симметрично относительно возбуждающей катушки l. Линия пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, рабочая сторона возбуждающей катушки 1 и линия пересечения четвертой 5 и пятой 6 измерительных катушек образуют плоскость, параллельную рабочей поверхности 7 преобразователя. Расстояние между линией пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек и возбуждающей катушкой 1 соизмеримо с диапазоном контролируемых толщин. Первая 9, вторая

10, третья 11, четвертая 12 и пятая

13 компенсационные катушки, намотанные на ферритовую трубку 8, включеные последовательно и встречно с первой 2, второй 3, третьей 4, четвертой 5 и пятой 6 измерительными катушками.

Возбуждающая катушка 1 совместно с первой 2 и второй 3 измерительными катушками, включенными последовательно и встречно с первой 9 и второй 10 компенсационными катушками предназначены для измерения толщины h неэлектропроводящего покрытия 15. Возбуждающая катушка 1 совместно с третьей измерительной катушкой 4, включенной последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой ll, предназначена для установки рабочей стороны возбуждающей катуш1392346 ки 1 параллельно поверхности проводящего объекта 16. Установка плоскости, образованной линией пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, рабочей стороной воэбужда5 ющей катушки 1 и линией пересечения четвертой 5 и пятой 6 измерительных катушек, параллельной поверхности проводящего объекта 16, осуществляется возбуждающей катушкой 1, первой

2 и второй 3, четвертой 5 и пятой 6 измерительными катушками, включенными последовательно и встречно с первой 9, второй 10, четвертой 12 и пятой 13 компенсационными катушками.

Накладной вихретоковый преобразователь работает следующим образом.

При настройке преобразователя при отсутствии объекта 16 измерения суммарное напряжение, снимаемое с любой измерительной катушки, включенной последовательно и встречно с соответствующей компенсационной катушкой, 25 устанавливают равным нулю. Затем преобразователь устанавливают так, чтобы его рабочая поверхность 7 была параллельна поверхности проводящего объекта 16. Для этого необходимо, чтобы напряжение, наводимое вихревыми токами в третью измерительную катушку 4, включенную последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 11, было равно нулю, а отношение напряжений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки, было равно отношению напряжений, наводимых вихревыми токами в четвертую 5 и пятую 6 4О измерительные катушки. При выполнении этих условий отношение напряжений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки также как и В четвертую 5 45 и пятую 6 измерительные катушки, однозначно связано с толщиной неэлектропроводящего покрытия 15, Ток, протекающий по стороне возбуждающий катушки 1, противоположной рабочей поверхности 7 преобразователя, имеет обратное направление току рабочей стороны и, следовательно, уменьшает напряженность магнитного поля вне преобразователя. Величина

55 полезного сигнала на выходе преобразователя в основном определяется значением напряженности поля на поверхности проводящего объекта 16, а точность преобразователя зависит еще от помех и наводок, возникающих в цепях преобразователя, Экспериментально установлено, что толщина h измеряемого неэлектропроводящего покрытия должна быть меньше половины расстояния а/2.. между противоположными сторонами возбуждающей катушки.

В противном случае полезный сигнал становится соизмеримым с помехами.

Использование ферритовой трубки малого диаметра позволяет контролировать толщинуЬ а -К покрытия. Так как на практике значение высоты а преобразователя на порядок больше значения радиуса ферритовой трубки 8, то предлагаемый накладной вихретоковый преобразователь (в отличие от известных) при сохранении тех же габаритов более производителен, а при изменении габаритов сохраняется чувствительность преобразователя. Электростатический экран, который соединен в одной точке с иземлейп прибора, использующего преобразователь, позволяет (как известно) уменьшить влияние расположенных рядом с ВТП электропроводящих изделий, влияние оператора и различные электростатические помехи. формула изобретения

Накладной вихретоковый преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах, содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую ка" тушку, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, плоские прямоугольной формы с первой по пятую измерительные катушI ки, из которых первая, вторая и третья, а также четвертая и пятая катушки установлены взаимно перпендикулярно, первая и четвертая измерительные катушки установлены перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, вторая и пятая катушкипараллельно ей, плоскость третьей катушки перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей катушки и пересекает ее в середине, а центры симметрии первой, второй и третьей измерительных катушек совпадают, первая по пятую компенсационные катушки включены последовательно-встречно соответственно с первой.по пятую измерительными катушками, линия пересечения первой, второй измерительных ка ушек, 13923

Составитель И. Кесоян

Техред М.Дидык Коррек тор А. Обручар

Редактор А. Ревин

Заказ 1803/42

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рабочая сторона возбуждающей катушки и линия пересечения четвертой и пятой измерительных катушек лежат в одной плоскости, параллельной рабочей поверхности преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен электростатическим экраном

46

6 и ферритовой трубкой, охватывающей дальнюю от рабочей поверхности преобразователя сторону возбуждающей катушки, с первой по пятую компенсационные катушки размещены на ферритовой трубке, а экран охватывает поверхность преобразователя, противоположную рабочей.