Диэлькометрический первичный преобразователь

(19) 4 СО К 2/2 91 ф,1,Ф3 ИЯ ЕПЬСТВУ ВТОРСНОМУ 4(21) 382282 (22) 30.11, (46) 15.06. (7) Красно институт 22технический(56) Патенткл, С 01 КАвторско11 1078356, к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ И 6. Бюл. Врский полиьбик, Ю.Г.БезденежныиС,А.Рыбаков(57) Изобретение относится к техникенеразрушающего контроля глубинныхфизических характеристик и параметров неметаллических композиционныхили керамических изделий, имеющихгладкую поверхность зоны контроля содносторонним доступом. Цель изобретения - повышение точности результатов контроля, К. высокопотенциальному электроду (ВЭ) 2 через цепь развязки 8, по отрезку коаксиальной линии 9, подводится импульс напряжения. Поток электрического поля с ВЭ 2 через зону контроля замыкается на низкопотенциальном электроде (НЭ) 3. В связи с тем, что мгновенное выравнивание заряда и потенциала на НЭ 3 невозможно, переходный процесс последствия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце НЭ 3. В НЭ 3 устанавливается процесс свободнозатухающих колебаний, поступающие на формирователь временного интервала 11. О-образное ярмо 5 локализует энергию электромагнитного поля в зоне пространства, которое прилегает только к рабочей поверхности. Выполнение НЭ 3 в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки 1 и соединенных в периферийной части с НЭ 3 улевого потенциала, способствует достижению поставленной цели. 4 илИзобретение относится к технике неразрушающего контроля глубинных физических характеристик и параметров неметаллических композитных или керамических изделий, имеющих определенную гладкую поверхность зоны контроля с односторонним доступом,Цель изобретения - повышение точности результатов контроля.На фиг1 дано конструктивное расположение отдельных элементов диэлькометрического первичного преобразователя; на фиг,2 - схема замещения диэлькометрического первичного преобразователя и ее соединение с цепью возбуждения и выходным формирователем временного интервала; на фиг,3 и 4 - схемы формирователя временного интервала.Диэлькометрический первичный преобразователь состоит из диэлектрической подложки 1 с расположенным н центрее ее высокопотенциальным электродом 2, низкопотенциального электрода 3, выполненного в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки, охранного электрода 4, магнитодиэлектрического ярма 5, трансформатора связи 6, подводящего отрезка коаксиальной линии 7 с цепью развязки 8, отводящего отрезка коаксиальной линии 9, операционного усилителя 10 и формирователя временного интервала 11. формирователь временного интервала (фиг,3) состоит из входного трансформатора 12 и транзисторов 13, сглаживающего фильтра 14 и КЯ-триггера-формирователя 15. . Формирователь временного интервала по схеме на фиг,4 состоит из входного транзистора 13, КБ-триггера-формирователя 15, триггеров 16 со счетным входом и элемента И-НЕ 17.Ленточные электроды 2, 3 и 4 изготавливаются путем вакуумного на- пыления на пластинах поликора или ситалла с последующим нанесением защитного изоляционного покрытия. Ленточный электрод 3 своей периферийной частью и ленточный электрод 4 соединяются посредством пронодникон первичной обмоткой высокочастотного трансформатора связи 6, расположенного на магнитодиэлектрическом ярме 5, которое покрывает ленточный электрод 3. Вторичная обмотка трансформатора связи 6 соединена с входомоперационного усилителя 10 посредством отрезка коаксиальной линии 9,а выход операпионного усилителя 1 О 5 соединен с входом формирователя временного интервала 11.Высокопотенциальный электрод 3 соединен с центральным проводником коаксиальной линии 7, а его оболоч ка с электродом 4 и общим корпусом.Указанной коаксиальной линией через цепь развязки 8 осуществляетсяподвод импульсного напряжения отвнешнего источника к диэлектричес кому первичному преобразователю. Иагнитодиэлектрическое ярмо 5, диэлектрическая подложка 1 и трансформатор связи 6 путем клеевого соединения образуют единое целое.20 Диэлькометрический первичный преобразователь работает следующим образом.К высокопотенциальному электроду2 через цепь развязки 8, предназначенную для увеличения направленностипотока энергии от источника возбуждения к выходу первичного преобразователя, по отрезку коаксиальной линии ЗО7 подводится импульс напряжения, нанапример положительный. Поток электрического поля с высокопотенциального электрода 2 проходит через зонуконтроля замыкаясь на низкопотенциальном электроде 3, представляющем 3- собой многообходовый контур, развернутый от центральной части подложкик периферийной ее части. На этом контуре возникает линейный квазистационарный заряд, распределенный ло этому контуру, Мгновенное выравниваниеэтого заряда и соответственно потенциала отдельных точек контура невозможно, так как контур представляетиз себя элемент полосковой длиннойлинии с определенной индуктивностьюна единицу длины полосковой линии,Величина этой индуктинности зависитот числа проводников, приходящихсяна единицу линейного размера, характеризующего ширину низкопотенциального электрода 3 и электрофизическихсвойств О-образного магнитодиэлектрического ярма 5.Начальное распределение заряда на 55 контуре зависит только от глубинныххарактеристик распределения веществапо зоне контроля. Следовательно, динамика переходного процесса и указан51015 20 ной полосковой линии однозначно определяется этим распределением. Придостаточно коротком импульсе возбуждения, подаваемого на электрод2, переходной процесс последействия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце полосковой линии, которые передаются с помощью высокочастотноготрансформатора связи 6 по отрезкукоаксиальной линии 9 на вход операционного усилителя 10. В связи с относительно высоким значением добротности полосковой линии,в последнейустанавливается процесс свободнозатухающих колебаний, причем интегральные параметры, такие как частотаЯ, коэффициент затухания о этих колебаний, функционально зависят отэлектрических свойств объекта контроля и глубинных характеристик распределения вещества по зоне контроля.Эти свободнозатухающие колебания усиливаются операционным усилителем 10 ии с его выхода подаются на вход формирователя временного интервала 11,Рассмотрим необходимость выполнения низкопотенциального электрода 3 в в виде элемента полосковой линии.Это обеспечивает следующий эффект. При подаче импульса возбуждения на высокопотенциальный электрод 2 поток электрического поля с этого электрода на низкопотенциальный 3 расчленяется на части, число которых определяется числом активных проводников по ширине электрода. При этом электрическое поле на второй проводник огибает поток, который замыкается на ближайший к высокопотенциальному первый проводник, Это положение остается таким же и для остальных потокораспределений для других активных проводников низкопстенциального ,электрода 3, Эти проводники во время процесса разнопотенциальны, этим достигается необходимый эффект выравнивания потока электрического поля 25 30 35 40 45 по зоне контроля. Степень разнопотенциальности проводников тем выше, чембольше индуктивность на единицу длины полосковой линии, для увеличенияэтой индуктивности на проводники чизкопотенциального электрода 3 устанавливается плоское О-образное ярмоиз магнитодиэлектрика с большой магнитной проницаемостью, но малойэлектропроводностью, которая исключает эффект выравнивания потока электрического поля на собственно О-об-разном ярме. Наличие О-образного ярма локализует энергию электромагнитного поля в зоне пространства, которое прилегает только к рабочей поверхности,Формула изобретения. Диэлькометрический первичный преобразователь, содержащий компланарные .низкопотенциальные электроды, расположенные симметрично на общей диэлектрической подложке относительно центрального высокопотенциального электрода, операционный усилитель и формирователь временного интервала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности результатов контроля, в него введены высокочастотный трансформатор связи и плоское О-образное магнитодиэлектрическое ярмо, накрывающее зону расположения низкопотенциального электрода, выполненного в виде совокупности ленточных компланарных электродов, свернутых в многообходовый контур от центральной части подложки и соединенного в периферийной части с низкопотенциальным электродом нулевого потенциала посредством первичной обмотки высокочастотного трансформатора связи, вторичная обмотка которого отрезком коаксиальной линии соединена с входом операционного усилителя, а его выход - с формирователем временного интервала из мгновенных эначений затухающих колебаний.