Толщиномер диэлектрических покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины диэлектрических покрытий путем уменьшения влияния параметров основы изделия. Толщиномер диэлектрических покрытий, который содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, селективный усилитель 3, фазочувствительный детектор 7, подключенный опорным входом через формирователь 6 опорного напряжения к выходу автогенератора 1, сумматор 4 и индикатор 5 и последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 9, селективный усилитель 10 и фазочувствительный детектор 12, снабжен автогенератором 8, подключенным к вихретоковому преобразователю 9 и синхронно работающим на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, и умножителем 11 частоты, включенным между выходом селективного усилителя 10 и сигнальным входом фазочувствительного детектора 12. При этом выход селективного усилителя 3 дополнительно соединен с вторым входом сумматора 4 и опорным входом фазочувствительного детектора 12, выход которого подключен к третьему входу сумматора 4, а выход сумматора 4 соединен с индикатором 5. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И9) 01) щ) С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТСРСЯСМ Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТ8ЕКНЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4475685/25-28 (22) 18.08.88 (46) 23.06.90. Бюл. № 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (72) В.Ф.Мелешин (53) 620.179.142.5.6 (088.8) (56) Авторское, свидетельство СССР № 1216637, с ..Г. 01 В 7/06, 1984. (54) ТОЛЩИНОМЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины диэлектрических покрытий путем уменьшения влияния параметров основы изделия. Толщиномер диэлектрических покрытий, который содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, селективный усилитель 3, фа2 зочувствительный детектор 7, подключенный опорным входом через формирователь 6 опорного напряжения к выходу автогенератора 1, сумматор 4 и индикатор 5 и последовательно соединенные вихретоковый преобразователь 9, селективный усилитель 10 и фазочувстрительный детектор 12, снабжен автоген:.ра,ором 8, подключенным к вихретоковому преобразователю 9 ч синхронно работающим ..на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, и умножителем 11 частоты, включенным между выходом селективного усилителя

10 и сигнальным входом фазочувствительного детектора 12. При этом выход селективного усилителя 3 дополнительно соединен с вторым входом сумматора 4 и опорным входом фазочувствительного детектора 12, выход которого подключен в третьему входу сумматора 4, а выход сумматора 4 соединен с индикатором 5. 1 ил.

1573337

Изобретение относится к измерительной .технике и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий, например защитных . покрытий нефтепромысловых труб.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния параметров основы изделия, На чертеже показана структурная 10 схема толщиномера диэлектрических покрытий. 1;олщиномер диэлектрических покрытий содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый 15 преобразователь 2, селективный усилитель 3, сумматор 4, индикатор 5, между вторым входом сумматора 5 и автогенератором 1 последовательно соединены формирователь 6 опорного 2О напряжения и фазочувствительный детектор 7. Второй автогенератор 8, синхронно работающий на частоте, нечетно кратной частоте автогенератора 1, последовательно подключен к 25 второму вихретоковому преобразователю 9, селективному усилителю 10, умножителю 11 частоты, второму фазочувствительному детектору 12, выход которого подключен к третьему входу 30 сумматора 4, а второй вход фазочувствительного детектора 12 соединен с усилителем 3.

Толщиномер работает следующим образом. 35

При контроле толщины покрытия автогенератор 1 обеспечивает питание преобразователя 2 синусоидальным током, с измерительной обмотки преобразователя 2 усилителем 3 формируется 4О напряжение, которое поступает на сумматор 4.

На другой вход сумматора 4 поступает напряжение, пропорциональное сдвигу фазы фазочувствительного де- 45 тектора У. Сдвиг фазы определяется относительно источника опорного напряжения 6. На третий вход сумматора

4 вводится сформированное напряжение, пропорциональное потерям на вихревые токи основы изделия. Это напряжение формируется следующим образом. Автогенератор 8, синхронно работающий на частоте, нечетко кратной частоте автогенератора 1, обеспечивает питанйе синусоидальным током преобразователя 9, с измерительной обмотки которого из сигнала сложной формы (при контроле толщины диэлектрика на ферромагнитной основе) селективным усилителем 10 выделяется напряжение частоты, кратной частоте автогенератора

8, которое с помощью умножителя 11 частоты формирует напряжение частотой, равной частоте усилителя 3.

Далее с помощью второго фазочувствительного детектора 12 формируется напряжение, пропорциональное потерям на вихревые токи в основе изделия. Полученное напряжение поступает на третий вход сумматора 4. Таким образом, вводится поправка в сумматор

4 и за счет этого повышается точность контроля толщины диэлектрических покрытий.

Сущность изобретения, например при контроле изделий с ферромагнитной основой,, заключается в следующем.

Возбуждающие обмотки двух вихретоковых преобразователей в отдельности питаются синусоидальными токами синхронно работающих генераторов частот f< и fz, где f< — частота первого автогенератора, fz — частота второго автогенератора, при этом f, >7 и и

f нечетнократна

Изменение составляющих ьыходного напряжения первого преобразователя от толщины диэлектрических покрытий и основы изделия используется для получения информации о толщине

UZ= k,aU, + В,aq,, где U — напряжение на выходе суммай тора;

6U< — изменение напряжения первого преобразоватепя„

hg — изменение фазы напряжения первого преобразователя относительно генератора тока;

k< — масштабные коэффициенты выбираются при настройке устройства.

При этом напряжение на выходе сумматора зависит не только от толщины покрытия, а также от потерь на вихревые таки основы изделия.

Поправка к Ц, зависящая от потерь на вихревые токи, формируется следующим образом.

С обмотки второго преобразователя, который жестко связан с первым вихретоковым преобразователем, из напряжения сложной формы (вследствие ферромагнитной основы изделия), которое

157333 7 может быть представлено рядом Фурье, содержащим только нечетные гармоники, вторым селективным усилителем выделяется одна из составляющих гармоник основного напряжения частотой а затем умножителем частоты формируется частота селективного усилителя.

Напряжение умнажителя частоты и первого селективнага усилителя поступает на входы второго фазочувствительного детектора, напряжение на выходе которого Ю, пропорционально потерям на вихревые токи основы изделия.

Можно показать, что ЬР пропорционально потерям на вихревые токи следующим образом. Если принять во внимание, что в технике слабых токов принято выражать магнитные потери через угол магнитных потерь, равный 20 углу между синусаидальным током, создающим поле, перемагничивающее сердечник, и переменным потоком индукции в этом сердечнике, то магнитные потери можно разбить: потери на гистере- 25 зис и вихревые токи.

Потери на гистерезис зависят от первой степени частоты питающего напряжения, а потери на вихревые таки от второй степени этой же частоты,. тогда

6Ца Ь, д

Й(f — )

f 2

1О

Разность фаз Ь4 выходных обмоток напряжений двух преобразователей, питающихся таками разной частоты f, и Е, пропорциональны потерям на вихревые токи основы изделия.

Формула изобретения

Ьф,= Ы.— f< + f»

2 2 fl p г (2) 35

45

Составитель

Техред Л.Сер

Корректор В. Гирняк дюкова

Редактор С.Патрушева

Заказ 1637 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 где, — изменение фазы напряжения первого вихретокового преобразователя относительно генератора тока с частотой 2у

Ь .— изменение фазы напряжения второго преобразователя относительно генератора тока с частотой f ; с и — соответственно потери на гистерезис и вихревые токй основы изделия .

После деления равенства (1) на fq и равенства (2) на f2, произведя вычитание, получим следующее: учитывая, что f < и f — const и обозначив 6 Р = k bg, — k Ag,, где

k > и Š— const, окончательно имеем

Талщиномер диэлектрических покрытий, содержащий последовательно соединенные автогенератар, вихретоковый преобразователь, селективный усилитель, сумматор, последовательно соединенные второй вихретоковь1й преобразователь и второй селективный усилитель, два фазочувствительных детектора, формирователь опорного напряжения, подключенный к выходу автогенератора и к опорному входу первого фазачувствительнога детектора, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния параметров основы изделия, он снабжен вторым автогенератором с частотой, нечетно краткой частоте первого автагенера тора, подключенным к входу второго вихретаковога преобразователя, умножителем частоты, подключенным между выходом второго селективнаго усилителя и сигнальным входом второго фазочувствительного детектора, при этом выход первага селективнога усилителя соединен с сигнальным входом первого фазачувствительного детектора и с опорным входом второго фазачувствительного детектора, выходы которых подключены к второму и третьему входам суъакатора соответственно, а выход сумматора соединен с индикаторам.

О.Барышникова