Накладной электромагнитный преобразователь

/ ОПИСАН РЕТЕНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ крыт оводящихверхностяодной пл олшины неэлектропа криволинейных патушки размещены в косать катушка ох и компенса ти, а возбуждающа , вает измерительны нные ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 21) 3677010/25-2822) 21.12.83(71) Куйбьшевский электротехнический институт связи(54),57) НАКЛАДНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТЕЬ 1 ЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий,содержащий плоские возбуждающую,две измерительные и две компенсаЯО 1208470 ционные катушки прямоугольной формы,установленные парами вблизи рабочейи противолежащей ей сторон возбуждающей катушки так, что рабочие стороны всех катушек параллельны, размеры измерительных и компенсационныхкатушек одинаковы и выбраны из условия линейности распределения напряженности магнитного поля в каждойкатушке, а рабочая сторона возбуждающейкатушки расположена на рабочем торце преобразователя, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения40 45 50 55 Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины диэлектрических покрытий на линейнопротяженных изделиях сложного профиля в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на криволинейныхповерхностях,На чертеже схематично представленнакладной электромагнитный преобразователь.Накладной электромагнитный преобразователь для измерения толщинынеэлектропроводящих покрытий содержит плоскую возбуждающую катушку 1прямоугольной формы с рабочей стороной 2, расположенной на рабочемторце преобразователя, лежащие в одной плоскости с возбуждающей катушкой 1, установленные парами внутри возбуждающей катушки вблизи рабочей и противолежащей ей сторон две измерительные катушки 3 и 4 и две компенсационные катушки 5 и 6. Преобразователь устанавливается рабочим торцом на покрытие 7 контролируемого изделия 8, Позицией 9 обозначено зеркальное изображение возбуждающей катушки 1. Возбуждающая катушка 1 расположенанормально к поверхности изделия 8и вдоль нее. Первая измерительнаякатушка 3 расположена на расстоянииС, а. вторая измерительная катушка4 - на расстоянии Р от рабочей стороны возбуждающей катушки 1. Первая измерительная катушка 3 включена последовательно и встречно с первой компенсационной катушкой 5, вторая измерительная катушка 4 включена последовательно и встречно с второй компенсационной катушкой 6. Размеры измерительныхкатушек 3 и 4 выбраны иэ условия линейности распределения напряженности магнитного поля вихревых токов в ней. Измерительные катушки 3 и 4 и компенсационные катушки 5 и 6 расположены в плоскости возбуждающей катушки 1, внутри нее, Напряжение компенсационных катушек 5 и 6 устанавливается равным напряжению измерительных катушек 3 и 4 при отсутствии поля вихревых токов. 10 15 20 25 30 35 Преобразователь работает следую-щим образом.При настройке преобразователя в отсутствие объекта измерения суммарное напряжение, снимаемое с измерительных катушек 3 и 4 и соответствующих им компенсационных катушек 5 и 6, устанавливается равным нулю. При установке преобразователя на иэделия 8 катушка 1 возбуждает в электропроводящем изделии 8 вихревые токи, 11 ожно считать, что вихревые токи возбуждаются в изделии 8 главным образом рабочей стороной 2 возбуждающей катушки 1, представляющей собой линейный проводник. Влиянием трех других сторон (линейных проводников) возбуждающей катушки 1 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной нижней стороне возбуждающей катушки 1, можно пренебречь, так как высота возбуждающей катушки7 .Для определения напряжений, наводимых вихревыми токами в первой и второй измерительных катушках 3 и 4, можно воспользоваться методом зеркальных изображений и заменить магнитное поле вихревьгх токов возбуждающей катушки 1 эквивалентным полем ее зеркального изображения 9 в проводящей поверхности изделия 8, Зеркальное изображение 9 параллельно поверхности изделия 8 и расположено на расстоянии К - радиус кривизны поверхнос"ти линейнопротяженного изделия 8.Если 2, с 0,0318 , то 2,= 2 с погрешностью меньше 0,1 Х. Для малых толщин покрытий 7.(0,0316 поверхность изделия 8 можно с погрешностью, меньшей 0,1 Е, считать плоской, т,е. считать отраженное поле как от выпуклых, так и от вогнутых проводящих поверхностей одинаковым, Например, при 2.= 0,1 мм это условие будет соблюдаться с погрешностью 0,17 для линейнопротяженных иэделий с радиусами кривизны поверхности больше(3 ьщ, Если выс сота измерительной катушки 0(-+ 7.+ + 7 то с малой погрешностью можно считать, что напряженность магнитного поля вихревых токов в пределах размера, а изменяется не по гиперболическому закону, а по линейному.Зкказ 248/54 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 Тогда напряжение измерительныхкатушек 3 и 4 будет пропорциональнонапряженности магнитного поля вцентре измерительных катушек.Введем обозначение где Н - число витков измерительнойкатушки;(ц - магнитная проницаемость материала изделия 8;1 - ток зеркального изображениявозбуждающей катушки, эквивалентный по внешнему полювихревым токам;круговая частота измерительной катушки.Напряжение, наводимое вихревыми токами в первую измерительную катушку 3, равноЧ =-у.+ф Напряжение, наводимое вихревымитоками во вторую измерительную катушку 4, равноКк у+у +рОткуда51)Лля упрощения выражения ( 1)ввеРдем обозначение И =. Значение И= 2-3.10 Выражение 1) при этом приметвидтЧ-Ч,Ч, -К(;2) Е = 2 при 7. (0,0318 и толщи на покрытия определяетсяС НЧ, -Ч,Эта формула для определения толщины покрытия на линейнопротяжен-.20 нык изделиях сложного профиля темточнее, чем лучше выполняются неравенства 7. 0,031 РЬ )О