Диэлькометрический первичный преобразователь

)5 С 01 К 27/26 1 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 35политехнический управля- етственузел 14 КИЙ ПЕРВИЧНЫР(5) Изобретение отнно-измерительной техющему контролю немет ся к контрол ике и неразруш ллических мате ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 949542, кл, С 01 К 27/26, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1237995, кл, С 01 К 27/26, 1984 риалов в импульсно-возбуждаемых электрических полях. Целью изобретенияявляется повышение точности контроля. Преобразователь, содержащий компланарные низкопотенциальные электроды 5,6, расположенные на общей диэлектрической подложке 1, сегнетокерамическую вставку 2 с выполненнымина ней высокопотенциальным иющим электродами 3 и 4 соотвно, трансформатор 8 связи иуправления глубиной зоны контроля(ГЗК), позволяет изменять ГЗК путемизменения величины сопротивления вузле 14 управления ГЗК за счет эффективного изменения площади вводапотока энергии в зону контроля. 1 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для неразрушающего контроля электрофизических параметровнепроводящих покрытий.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет управленияглубиной зоны контроля.На чертеже приведено конструктив Оное расположение элементов диэлькометрического первичного преобразователя.Диэлькометрический первичный преобразователь состоит из диэлектрической подложки 1 с расположенной в центре ее объемной сегнетокерамическойвставкой 2, высокопотенциальногоэлектрода 3, управляющего электрода4, низкопотенциального электрода 5,;выполненного в виде ленточных ком,планарных электродов, свернутых в,прямоугольную плоскую спираль, охранного электрода 6, магнитодиэлектрического ярма 7, трансформатора 8 связи, подводяшего отрезка 9 коаксиальной линии с цепью 10 развязки, отводящего отрезка 11 коаксиальной линии,операционного усилителя 12, формирователя 13 временного интервала, узла 14 управления глубиной зоны контроля ГЗК),Электроды 3-6 изготовлены путемвакуумного напыления с последующимнанесением защитного изоляционного,покрытия. Электроды 5 и 6 соединяются с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора 8 связи, расположенного на магнитодиэлектрическом ярме 7, которое покрывает ленточныйэлектрод 5, Вторичная обмотка трансформатора 8 связи соединена с входом операционного усилителя 12 черезотрезок 11 коаксиальной линии, а выход операционного усилителя 12 соединен с входом формирователя 13 временного интервала,Бысокопотенциальный электрод 3расположен на верхней торцовой поверхности объемной сегнетокерамическойвставки 2 и соединен с центральнымпроводником отрезка 9 коаксиальнойлинии, оболочка которого соединенас охранным электродом 6 и общей шиной.Через отрезок 9 коаксиальной линии55и цепь 10 развязки осуществляетсяподвод импульсного напряжения от внешнего источника к первичному преобра",.зователю. Управляющий электрод 4 расположен по периметру боковой поверхности сегнетокерамической вставки 2 у основания и гальванически соединен с узлом 14 дискретного управления ГЗК: Диэлектрическая подложка 1, сегнетоке" рамическая вставка 2, магнитодиэлектрическое ярмо 7 и трансформатор 8 связи путем клеевого соединения образуют единое. целое. Узел 14 управления ГЗК состоит из резисторов 15- 17, которые могут быть соединены параллельно посредством ключей 18 и 19 относительно общей шины.Диэлькометрический первичный преобразователь работает следующим образом.К высокопотенциальному электроду 3 через цепь 10 развязки по отрезку 9 коаксиальной линии в начальный момент времени подводится импульс напряжения. Ключи 18 и 19 в узле 14 дискретного управления ГЗК при этом разомкнуты. Поток электрического поля с высокопотенциального электрода 3 за счет большой диэлектрической проницаемости сегнетокерамической встав" ки 2 полностью локализуется в ее объеме. Нарастание потока электрического поля происходит со скоростью на-. растания фронта импульса напряжения, при этом распределение электрического поля по объему зоны контроля определяется практически временным распределением электрического заряда на высокопотенциальном 3 и охранном 6 электродах. К моменту окончания переднего фронта возбуждающего импульса напряжения начинается относительно медленный переходный процесс перераспределения электрических зарядов на электродной системе преобразователя: электрические потенциалы управляющего 4 и низкопотенциального 5 электродов к нулевым значениям, а электрические заряды на этих электродах стремятся к квазистационарным значениям на момент окончания действия импульса.Как известно, распределение напряженности электрического поля, т.е. его топография, определяется распределением квазистационарных электрических зарядов. Величина электричес-,- кого заряда на управляющем электроде 4 фактически определяется временным интегралом от тока смещения, равного току проводимости внешней резистив" ной цепи узла 14 дискретного управле5 15 ния ГЗК, и определяет величину радиальной составляющей электрической поляризации сегнетокерамической встав ки 2. Таким образом, осевая составляю щая потока электрического поля вставки 2 может быть уменьшена путем увеличения радиальной составляющей.В примере конкретного исполнения узла 14 управления ГЗК показано два ключа 18 и 19. При разомкнутых ключах 18 и 19 получается максимальная величина осевой составляющей потока электрического поля на время окончания действия импульса напряжения, При прочих равных условиях уменьшение сопротивления узла 14 управления ГЗК приводит к тому, что часть потока электрического поля будет замкнута на резистивную электрическую цепь узла 14 управления, т.е. в периферийной части нижней торцовой поверхности вставки осевая составляющая потока электрического поля уменьшается, что отождествляется с уменьшением эффективной площади ввода потока электрического поля в объект контроля и, следовательно, уменьше - нием ГЗК, Осевая составляющая потока электрического поля, пройдя через зону контроля, замыкается на низко- потенциальном электроде 5. На элек троде 5 возникает линейный квазистационарный заряд, распределенный по длине электрода, причем мгновенноевыравнивание этого заряда и соответственно потенциала отдельных точек электрода 5 невозможно, так как он представляет собой элемент полосковой длинной линии с распределенной индуктивностью, Начальное распределение заряда на электроде 5 зависит от глубиных характеристик веществ в зоне контроля, а следовательно, и от глубины зоны контроля.При импульсе напряжения, подаваемом на высокопотенциальный электрод 3, переходный процесс после действия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце полосковой линии, которые передаются с помощью высокочастотного трансформатора 8.связи по отрезку 11 ко" аксиальной линии на вход операционного усилителя 12, В связи с относи тельно высоким значением добротности полосковой линии в ней устанавливаются свободнозатухающие колебания, причем частота и коэффициент затуха 94451 6 ния этих колебаний зависят от электрических свойств объекта контроляи глубинных характеристик веществав зоне контроля. Эти свободнозатухающие колебания усиливаются операционным усилителем 12 и подаются на входформирователя 13 временйого интервала.При повторной подаче импульсногонапряжения к высокопотенциальномуэлектроду 3 ключ 18 в узле 14 управ-.ления ГЗК необходимо замкнуть, этимсамым часть потока электрическогополя с периферийной части нижней торцовой поверхности сегнетокерамическойвставки будет замкнута на управляющий электрод 4, а остальной поток,пройдя через зону контроля, замкнется на низкопотенциальном электроде 5,Таким образом, отвод части потокаэлектрического поля на управляющийэлектрод уменьшает эффективную площадь ввода потока электрического поля в зону контроля, изменяя глубинупроникновения потока электрическогополя в объект контроля, т,е. ГЗК.Произведя коммутацию ключа 19, аналогично получают третье изменение ГЗКТаким образом, с выхода формирователя 13 временного интервана получаюттри независимых отсчета сформированных временных интервалов,5 10 15 20 25 ЗО Формула изобретения 35Лиэлькометрический первичныи преобразователь.,содержащий охранныйэлектрод и низкопотенциальные электроды, расположенные симметрично наобщей диэлектрической подложке относительно высокопотенциального электрода и закрытые магнитодиэлектрическимярмом, последовательно соединенныеоперационный усилитель и формирователь временного интервала, трансформатор связи, первичная обмотка которого соединяет охранный и низкопотенциальный электроды., а вторичная обмотка соединена с входом операционного усилителя через отводящий отрезоккоаксиальной линии, подводящий отрезок коаксиальной линии, соединяющийвысокопотенциальный электрод через цепь развязки с источником напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения. точности кон троля, в него введены узел управления глубиной зоны контроля, управляющий электрод и объемная сегнетокера1594451 Составитель С.ПетровТехред М,Ходанич Корректор С,111 екмар Редактор С.Пекарь Заказ 2826 Тираж 555 Подписное ВНЙИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент",. г.ужгород, ул. Гагарина,10 мическая вставка, выполненная по форме высокопотенциального электрода,размещенного на торцовой поверхностисегнетокерамической вставки, протиВоположная торцовая поверхность которой совмещена с рабочей поверхностью преобразователя, а управляющий электрод расположен по периметру боковойповерхности сегнетокерамическойвставки и гальванически соединен собщей шиной через узел управленияглубиной зоны контроля,