Накладной вихретоковый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) ( 7/06 Ц7 р, а ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬС ВТОРСКО ационныи инстиролеваЛ.И, Логвинов 8.8)етельствоВ 7/06,ЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРА(57) Иэобре рушающему к рению толщи покрытий на ение относитс нтролю, а име ы неэлектропр нераз водящихящих объповышениевателя эа плоских пров изобретения ости преобра ия его помех ектах. Цель чувс твитель счет повыше рой щище ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) НАКЛАДНОЙ ВИХЗОВАТЕЛЬ ти. Накладной вихретоковый преобразователь, содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую катушку 1, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности 7 преобразователя, две пары взаимно перпендикулярных измерительных катушек 2, 3, 4, 5, 6,из которых катушки 5 и 2 параллельны возбуждающей, а 6 и 3 перпендикулярны ее плоскости, и третью измерительную катушку 4, перпендикулярную катушкам 2 и 3, снабжен электростатическим экраном 14, охватывающим поверхность преобразователя, противоложную рабочей и охватывающей дальнюю от рабочей поверхности преобразователя сторону возбуждающей катушки 1 ферритовой трубкой 8, на которазмещены компенсационные катуш, Изобретение относится к неразрушающему контролю, в частности к измерению толщины неэлектропроводящихпокрытий на плоских проводящих объек 1 5тЭх в том олучае, когда толщина покрытия скрывает расположение поверхности проводящего объекта, расположенного рядом с другими электропро"водящими изделиями, и может быть испрльэовано в машиностроении.Цель изобретения - повышение производительности преобразователя за, сМет повышения его помехоэащищенности. 15На фиг. 1. изображены схема нак"адного вихретокового преобразователя, на фиг. 2 - картина магнитныхиний рабочей и дальней от рабочейповерхности преобразователя сторонвозбуждающей катушки при помещенииальней от рабочей поверхности преобразователя стороны возбуждающейкатушки в ферритовую трубку.Накладной вихретоковый преобраэователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоскихпроводящих объектах содержит плоскуюпрямоугольную возбуждающую катушку 1с расстоянием А между противополож- ЗОными сторонами, плоские прямоугольные первую 2, вторую 3, третью 4,четвертую 5.и пятую 6 измерительныекатушки, Первая 2, вторая 3, четвертая 5 и пятая 6 измерительные катушки одинаковы по размерам. Площадьсечения измерительных катушек выбрана из условий линейности распределения напряженности поля в измерительной катушке. Дальняя от рабочей поверхности 7 преобразователя сторонавозбуждающей катушки 1 проходит через ферритовую трубку 8, радиус Ккоторой может быть равен 2-3 мм. Фер"ритовая трубка 8 может быть склеенаиз ферритовых колец. На ферритовуютрубку 8 намотаны первая 9, вторая 10третья 11, четвертая 12.и пятая 13компенсационные катушки. Нерабочаяповерхность преобразователя защищенаэлектростатическим экраном 14, выполненным из материала с высокойэлектропроводностью, Позицией 15обозначено неэлектропроводящее покрытие проводящего объекта 16,55Возбуждающая катушка 1 расположена перпендикулярно рабочей поверхности 7 преобразователя, что позволяет получить относительно простую картину поля вихревых токов, определяемую толщиной покрытия 5. Рабочей стороной возбуждающей катушки 1 является ближняя к проводящему объекту16 сторона возбуждающей катушки 1. Первая 2 и четвертая 5 иэмерительные катушки расположены перпендикулярно к рабочей поверхности 7 преобразователя. Третья измерительная катушка 4 расположена перпендикулярно первой 2 и второй 3 измерительнымкатушкам, а плоскость третьей иэмери"тельной катушки 4 перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей катушки 1 и пересекает ее в середине, приэтом центр третьей измерительной катушки 4 совпадает с лининей пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, а их центры симметрии совпадают. Вторая 3 и пятая 6 изме" рительные катушки расположены парал" лельно к рабочей поверхности 7 преобразователя. Линии пересечения первой 2, второй 3, четвертой 5 и пятой6 измерительных катушек расположены симметрично относительно возбуждающей катушки 1. Линия пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек, рабочая сторона возбуждающей катушки 1 и линия пересечения четвертой 5 и пятой Ь измерительных катушек образуют плоскость, параллельную рабочей поверхности 7 преобразователя. Расстояние между линией пересечения первой 2 и второй 3 измерительных катушек и возбуждающей катушкой 1 соизмеримо с диапазоном контролируемых толщин. Первая 9, вторая10, третья 11, четвертая 12 и пятая 13 компенсационные катушки, намотанные на ферритовую трубку 8, включеные последовательно и встречно с первой 2, второй 3, третьей 4, четвертой 5 и пятой 6 измерительными катушками.Возбуждающая катушка 1 совместнос первой 2 и второй 3 измерительнымикатушками, включенными последовательно и встречно с первой 9 и второй 10 компенсационными катушками предназначены для измерения толщины Ь неэлектропроводящего покрытия 15. Возбуждающая катушка 1 совместно с третьей измерительной катушкой 4, включенной последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 11, предназначена для установки рабочей стороны возбуждающей катуш 392346ки 1 параллельно поверхности проводящего объекта 16, Установка плоскости, образованной линией пересеченияпервой 2 и второй 3 измерительныхкатушек, рабочей стороной воэбужда 5ющей катушки 1 и линией пересечениячетвертой 5 и пятой 6 измерительныхкатушек, параллельной поверхностипроводящего объекта 16, осуществляется возбуждающей катушкой 1, первой2 и второй 3, четвертой 5 и пятой 6измерительными катушками, включенными последовательно и встречно спервой 9, второй 10, четвертой 12и пятой 13 компенсационными катушками.Накладной вихретоковый преобразователь работает следующим образом.При настройке преобразователя приотсутствии объекта 16 измерения суммарное напряжение, снимаемое с любойизмерительной катушки, включеннойпоследовательно и встречно с соответствующей компенсационной катушкой, 25устанавливают равным нулю, Затемпреобразователь устанавливают так,чтобы его рабочая поверхность 7 былапараллельна поверхности проводящегообъекта 16. Для этого необходимо,чтобы напряжение, наводимое вихревыми токами в третью измерительную катушку 4, включенную последовательнои встречно с третьей компенсационнойкатушкой 11, было равно нулю, а отношение напряжений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3измерительные катушки, было равно отношению напряжений, наводимых вихре"выми токами в четвертую 5 и пятую 6 4 Оизмерительные катушки. При выполнении этих условий отношение напряжений, наводимых вихревыми токами впервую 2 и вторую 3 измерительныекатушки, также как и в четвертую 5 45и пятую 6 измерительные катушки,однозначно связано с толщиной незлектропроводящего покрытия 15Ток, протекающий по стороне возбуждающий катушки 1, противоположнойрабочей поверхности 7 преобразователя, имеет обратное направление токурабочей стороны и, следовательно,уменьшает напряженность магнитногополя вне преобразователя. Величина55полезного сигнала на выходе преобразователя в основном определяетсязначением напряженности поля на поверхности проводящего объекта 16, а точность преобразователя зависит еще от помех и наводок, возникающих в цепях преобразователя, Экспериментально установлено, что толщина Ь измеряемого неэлектропроводящего покрытия должна быть меньше половины расстояния а/2 между противоположными сторонами возбуждающей катушки, В противном случае полезный сигнал становится соизмеримым с помехами. Использование ферритовой трубки малого диаметра позволяет контролировать толщинуЬа -К покрытия, Так как на практике значение высоты а преобразователя на порядок больше значения радиуса ферритовой трубки 8, то предлагаемый накладной вихретоковый преобразователь (в отличие от известных) при сохранении тех же габаритов более производителен, а при изменении габаритов сохраняется чувствительность преобразователя. Электростатический экран, который соединен в одной точке с "землей" прибора, использующего преобразователь, позволяет (как известно) уменьшить влияние расположенных рядом с ВТП электропроводящих изделий, влияние оператора и различные электростатические помехи.Формула изобретенияНакладной вихретоковый преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на плоских проводящих объектах, содержащий плоскую прямоугольную возбуждающую ка" тушку, расположенную перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, плоские прямоугольной формы с первой по пятую измерительные катушки, из которых первая, вторая и третья, а также четвертая и пятая катуппси установлены взаимно перпендикулярно, первая и четвертая измерительные катушки установлены перпендикулярно рабочей поверхности преобразователя, вторая и пятая катушки- параллельно ей, плоскость третьей катушки перпендикулярна рабочей стороне возбуждающей катушки и пересекает ее в середине, а центры симметрии первой, второй и третьей измерительных катушек совпадают, первая по пятую компенсационные катушки включены последовательно-встречно соответственно с первой,по пятую измерительными катушками, линия пересечения первой, второй измерительных каушек,13923 оставитель И. Кесоянехред М.Дидык Корр ор А Редактор А. Реви уч Заказ 1803/4 Подписиого комитета СССРий и открытийаушская наб д. 2 Тираж 680 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Ж, евно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Проиэяад рабочая сторона возбуждающей катушки и линия пересечения четвертой ипятой измерительных катушек лежат водной плоскости, параллельной рабочейповерхности преобразователя, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности, онснабжен электростатическим экраном 466и ферритовой трубкой, охватывающей дальнюю от рабочей поверхности преобразователя сторону возбуждающей катушки, с первой по пятую компенсационные катушки размещены на ферритовой трубке, а экран охватывает поверхность преобразователя, противоположную рабочей,