Устройство для неразрушающего контроля свойств диэлектрических материалов

Союз Соеетскиа Социалистических Республик(51)М. Кл,6 01 й 27/26 ГосударстаенныИ комитет СССР по делам изобретеннИ н открытий(71) Заявитель Институт механики АН Украинской ССР т(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к средствам неразрушающего контроля свойств диэлектрических материалов и изделий, и может быть использовано в машиностроении, судостроении, самолетостроении, н химической промышленности и т.д.Известны устройства для измерения абсолютных величин диэлектрической проницаемости Е или тангенса угла потерь то б 1 .Однако с их помощью можно измерить только одну величину (е. или где, что не позволяет осущестнить многопараметровый контроль. Одновременные измерения обеих величин с, и ссср, связанных со значительными техническими трудностями и малой производительностью контроля. Известно устройство (дефектоскоп Д-З), наиболее близкое к изобретению 2 . Оно широко применяется для не- разрушающего контроля свойств поверхностных слоев деталей, несущих контактные нагрузки. Устройство основано на возбуждении вихревых токов в металле поверхностного слоя и состоит из измерительного контура, генератора и катодного вольтметра с отсечкой (компенсацией) 2,Для обеспечения многопараметроного контроля измерительный контур уст 5 ройстна составлен из индуктивногопреобразователя (датчика) и параллельно включенных магазина конденсаторов постоянной емкости и конденсатора переменной емкости. Это устройО ство позволяет производить неразрушающий многопараметровый контрольснойстн токопроводящих материалон:металлов и их сплавов, графита и др.Однако оно не может быть применено5 для контроля снойств нетокопронодящих материалов, каковыми являются диэлектрики.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей.20 Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для нераэрушающегоконтроля свойств диэлектрических материалов, состоящее из измерительного контура и соединенных с ним емкост 5 ной снязью генератора и измерителянапряжения с отсечкой, измерительныйконтур выполнен из параллельно включенных емкостного преобразователя,катушки индуктинности, конденсаторО переменной емкости, а также цепи, 783713состоящей из конденсаторов постоянной и переменной емкости, включенных последовательно.Принципиальная электрическая схема устройства приведена на Фиг. 1. Измерительный контур образован емкостным преобразователем 1, конденсатором 2 переменной емкости, конденсатором 3 постоянной емкости, конденсатором 4 переменной емкости и катушкой 5 индуктивности. Измерительный контур поЛучает питание от генератора 6 через конденсатор 7. Катодный вольтметр с отсечкой собран на радиолампе 8, на управляющую сетку которой подводится измеряемое напряжение от измерительного контура через конденсатор 9 и напряжение отсечки (компенсации) Ес - через Фильтр, состояший из сопротивления 10 и конденса- тора 11. В анодную цепь радиолампы включены микроамперметр 12, эашунти рованный конденсатором 13, резистор 14 и конденсатор 15,На Фиг, 2 приведены резонансные кривые измерительного контура О=т(С)1 (О - напряжение на контуре; С - емкость контура) при разных значениях его качества, причем кривая 1 соответствует большему качеству, кривая- меньшему. При прочих равных условиях качество контура определяется качеством контролируемого диэлектрика, на котором установлен преобразователь 1,. т.е. характеристиками диэлектрика: диэлектрической проницаемостью Е и тангенсом угла потерь ряд.При изменении Е диэлектрика меняется емкость преобразователя и, следовательно, величина конденсатора 2, необходимая для настройки измерительного контура в резонанс, а также величина резонансного напряжения О.В зависимости от расстройки контура величина О меняется по-разному: на левом склоне резонансной кривой (точка А) при увеличении Е величина О растет, на правом (очка Б) - падает, Влияние изменения величины 19 д диэлектрика аналогично при настройках контура в резонанс, а также при его расстройках (на левом и нравом склонаХ резонансной кривой) увеличение дд приводит к ухудшению качества контура, т.е. к падению величины ОТаким образом, предлагаемая схемаизмерительного контура обеспечиваетмного,чараметровый контроль свойствдиэлектрика путем измерения величинО и С при трех настройках контура(резонанс, на левом и правом склонах резонансной кривой). ИнФормационная способность устройства значительно увеличивается при испытаниях на раэных частотах, а также при измененияхнаправления силовых линий электрического поля, например, применяя в качестве преобразователя накладной измерительный конденсатор.С целью увеличения чувствительности при измерениях напряжения примененкатодный вольтметр с отсечкой (компенсацией), с помощью которого отсекается часть напряжения О, котораяне изменяется за счет наличия деФектов, а оставшаяся часть усиливаетсярадиолампой 8 и измеряется микроамперметром 12 в условных единицах.Отсечка производится путем подачи 15 напряжения смещения Б (Фиг,2) науправляющую сетку радйолампы 8,Для настройки измерительного контура, увеличения чувствительности иточности измерений использованы два щ конденсатора переменной емкости:конденсатор 2 - для грубой настройкии отсчета величины С в условных единицах и конденсатор 4 сравнительномалой емкости - для точной настройкии отсчета величины С. Конденсатор 3используется для удлинения шкалыконденсатора 4 переменной емкости.Применение устройства позволяетпроводить следующие виды нераэрушающего контроля: идентиФикация типов ЗО диэлектриков, идентиФикация структуркомпозиционных стеклопластиков,. выявление и опознавание различных деФектов.Формула изобретенияУстройство для неразрушающегоконтроля свойств диэлектрических материалов, состоящее иэ измерительного контура и соединенных с ним емкостной связью генератора и измерителя напряжения с отсечкой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения Функциональных воэможностей, измерительный контур выполнениз параллельно включенных еькастногопреобразователя, катушки индуктивности, конденсатора переменной емкости,а также цепи, состоящей из конденса-торов постоянной и переменной емкостей, включенных последовательно.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 440615, кл. б 01 В 27/26, 1973.2. Ярошек А.Д., Быструшкин Г.С,и Павлов Б.И, Токовихревой контролькачества деталей машин. Киев, "Наукова думка", 1976, с. 124 (прототип)783713 Составитель О.Панчерниковова Техред .М. Кузьма Корректор М.Кост Т.Рыб е филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Заказ 85 9/48Тираж 1019 .ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушск Подписмитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5