Вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий

г; ОП йаАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ 1 О 20 30 Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля мат ериалов и изделий, в частности к .устройствам для измерения парамет -ров электропроводящих изделий вихретоковым способом.Известны вихретоковые устройствадля измерения удельной электрической проводимости, содержащие генератор переменного тока, накладнойпервичный преоИразователь, компенсатор, детектор и индикатор 1и 2.Эти устройства сложны в эксплуатации, требуют большого числа эталонных образцов и имеют небольшойдиапазон отстройки от влияния толщины непроводящих покрытий,Известно также устройство дляизмерения параметров электропровоящих изделий, содержащее генера"тор переменного тока, накладной первичный преоИразователь, компенсатор, фазовый детектор и индикатор3.Однако оно сложно в изготовлении,настройке и экстплуатации,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсявихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих Изделий, например удельной электропроводности, содержащее генератор переменного тока, накладной первичный преобразователь, состоящий из коаксиально установленных возИуждений и двух измерительных катушек индуктивности, два компенсатора, последовательно соединенные сумматор, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, нуль-индикатор, два трансформатора с регулируемыми коэффициентами передачи, вторичные катушки которых присоединены к сумматору, и индикатор перемещений связанный с подвижной катушкой трансформатора 4.Это устройство оИладает низкой точностью, поскольку при измерениях аксиальные смещения катушек трансформаторов порознь регулируются до получения нулевых показаний нуль- индикатора, и имеет малый диапазон отстройки от изменения толщины не- проводящих покрытий.Бель изоИретения - повышение точности измерений параметров электропроводящих изделий.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя30 усилителями-ограничителями, каждыйиз которых включен между соответствующими компенсатором и первичнойкатушкой трансформатора, а подвижные катушки обоих трансформаторовжестко связаны между собой и разнесены в направлении перемещения нарасстояние, не равное расстояниюмежду неподвижными катушками в томже направлении.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устрой-.ства.Устройство содержит генератор 1переменного тока, вихретоковый нак"ладной первичный преобразователь 2,состоящий из коаксиально установленных возбуждающей 3 и измерительных4 и 5 катушек индуктивности различного диаметра, компенсаторы б и 7,усилители-ограничители 8 и 9, трансФорматоры 10 и 11 с изменяемым коэффициентом передачи, состоящие изнеподвижных 12 и 13 и подвижных 14и 15 катушек индуктивности соответственно, сумматор 16 переменныхнапряжений, усилитель-ограничитель17, Фазовый детектор 18, фаэовращатель 19, нуль-индикатор 20 и индикатор 21 перемещений, Подвижные катушки 14 и 15 жестко связаны между со. -бой кронштейном 22 длиной И и кинематически связаны с индикатором 21,а неподвижные катушки 12 и 13 раз несены на расстояние Ь, выбираемое из условия, чтобы при аксиальном смещении катушек трансформаторов на А= / - Г/коэффициент трансФормации был много меньше коэффициента трансформации при нулевом аксиальном смещении катушек трансформаторов,Устройство Работает следующимобразом,От генератора 1 переменного тока запитывается возбуждающая катушка 3 первичного преобразователя,который при измерениях устанавливается на контролируемую поверхность,электромагнитное поле катушки 3возбуждает в контролируемом изделии23 вихревые токи, электромагнитноеполе которых взаимодействует с измерительными катушками 4 и 5 и наво.дит в них вносимые напряжения, Прииэмейении удельной электрическойпроводимости изделия изменяютсяамплитуда и фаза вносимого напряжения, в то же время при изменениизазора д между преобразователеми Изделием изменяется практическитолько фаза вносимого напряжения.Измерительные катушки 4 и 5 имеютразличные диаметры, поэтому вносимые напряжения имеют различную Фазу.Напряжения с катушек 4 и 5 компенсируется компенсаторами 6 и 7 соответственно, например на воздухе,после чего вносимые напряжения усиливаются усилителями-ограничител ями 8 и 9 и поступают на первичные катушки 12 и 13 трансформаторов. Напряжения со вторичных катушек 14 и 15 трансформаторов векторно суммируются в сумматоре 16 и через усилитель-ограничитель 17 поступают на фазовый детектор 18, опорное напряжение на который подается с генератора 1 через Фазовращатель 19. Напряжение с фазового детектора 18 подается на нуль-индикатор 20.При измерении параметров изделий, например удельной электрической проводимости, первичный преобразователь 2 устанавливается на контроли - руемую поверхность и .индикатором 21 перемещений изменяются аксиальные смещения катушек трансформато-ров до получения нулевых показаний нуль-индикатора 20, при этом значение удельной электрической проводимости однозначно связано с показаниями индикатора 21. При изменении аксиальных смещений катушек трансформаторов от одного конечного значения до другого Фаза напряжения с выхода сумматора 16 изменяется от значения фазы вносимого напряжения катушки 4 до значения Фазы вносимого напряжения катушки 5. При изменении зазора, Д между изделием и преобразователем практически изменяется только амплитуда вносимого напряжения, поэтому соответствующим выбором уровня ограничения усилителей-ограничителей обеспечивается постоянство амплитуд вносимых напряжений на их выходах при изменении зазора, в результате чего Фаза напряжения с сумматора 16 также остается неизменной.Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения параметров электропроводящих изделий при изменении толщины покрытий в широких пределах. формула изобретения Вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий, например удельной электропроводности, содержащее генератор переменного тока, накладной первичный преобразователь, состоящий.из коаксиально установленных возбуждающей и двух измерительных катушек индуктивности,два компенсатора, последовательно соединенные сумматор, усилитель-ограничитель, Фазовый детектор и нуль- индикатор, два трансформатора с регулируемыми коэффициентами передачи, вторичные катушки которых присоединены к сумматору, и инди/20 Тираж 8011 НИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,катор перемещений, связанный сподвижной катушкой трансформатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, оноснабжено двумя усилителями-ограничителями, каждый из которых включенмежду соответствующими компенсатором и первичной катушкой трансформатора, а подвижные катушки обоихтрансформаторов жестко связаны между собой и разнесены в направленииперемещения на расстояние, не равное расстоянию между неподвижнымикатушками в том же направлении. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Дорофеев А.Л, Электроиндукти вная дефе ктоскопи я . Мф Машиностроение , 1967, с,113,2. Дорофеев А,Л. Индукционнаяструктуроскопия. М., Энергия,1973, с. 49. 3 Труды МЭИ, выпуск 1.М 1 , М .1964, с. 135.4, Авторское свидетельство СССРР 265525, кл, 4 01 М 27/10,17,01,69