Индикатор изменений электропроводности материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсии кСоцмалистмчесиикРеспублик( 01 Й 27/90 ЪауаарстаапаИ кемнтвт СССР аа делам нэабретеннй н атарытнй(72) Ав.торы изобретен кий институт АН Латвий арственный университет физико-энергетич и Латвийский госу(54) ИНПИКАТОР ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕКТРОПРОМАТЕРИАЛОВ СТИ катор измеолненныйной иэ катузатора баО 1Изобретение"касается средств испытания материалов й может быть использовано для бесконтактного выявления неоднородностей, обуславливающих изменение электрических и магнитных параметров этих материалов. Кроме того, оно позволяет осуществлять неразрушаюший контроль физических и химических свойств материалов, связанных с их эпектропроводностью, и может применяться в качестве индикатора присутствия (близости),Известен токовихревой инды пения эпектропроводности, вып по мостовой схеме, составлен шек индуктивности и сигнапипанса моста 13.Недостатком такого индикатора являет ся необходимость термостатирования катушек индуктивностей для сохранения требуемой точности и разрешающей способности при регистрации изменений электро- Ы магнитопроводностей в условиях изменения температуры окружаюшей средЫ, Наличие устройства термостатирования значительно усложняет индикатор вследствие технических трудностей, обусловленных тем,.что измерительная катушка яв-, ляется одновременно источником и приемником магнитного поля. Более того, термостатированне, с одной стороны, не позволяет полностью исключить влияния температуры на точность измерений, а с. другой стороны, оно не всегда возможнО.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является индикатор изменений эпектропроводности материа-, лов, содержащий измеритепьный и опорный генераторы, смеситепь (т,е. преобразователь частоты) и регистратор, Измерительный генератор снабжен автономной измерительной катушкой индуктивности. ПоспЖ- няя включена в измерительный СЬ -контур измерительного генератора, выход ко торого подключен к одному входу смеси тела,. другой вход последнего подключенопорному генератору, который снабженопорным СЬ -контуром, .а выход подсоединен к регистратору.Путем выбора параметров обоих СЬ- контуров генератор настраивают так, чтобы после смешивания генерируемых сигналов частота биений выходного сигнала соответствовала бы заданным условиям измерений и регистрации. Регистрация из- менений электро- и магнитопроводностей в данном случае заключается в том, что 10 находящийся в зоне чувствительности из- мерительной катушки объект (представпяюший собой геометрически ограниченное магнитное или немагнитное эпектропроводящее вещество) изменяет вносимое комплексное сопротивление СЬ -контура измерительного генератора и, следовательно, частоту последнего, В результате изменяется также частота биений сигнала на выходе смесителя, Величина изменений 20 частоты биений отображается регистратором и характеризует изменение параметров электро- и магнитопроводности исследуемого объекта.Измерите пьная катушка . й иду ктивности выполнена в виде соленоида и автономно помещена в электростатический экран дпя устранения наводок и электростатических помех на работ, измерительного генератора. Катушка индуктивности СЬ -контура опорного генератора размещена 9 измеритепьном устройстве 2.ЪОднако известный индикатор не обеспечивает высокой точности и разрешающей способности при изменении окружаю-,35щей температуры. Зто прежде всего объясняется тем, что электропроводностьобеих катушек индуктивностей изменяется неодинаково, что приводит к стохасти 46ческой взаимной расстройке обоих контуров. Вторым фактором, вызываюшим неодинаковый нагрев обеих катушек индуктивности, имеюших различные конструкции, является переменный ток, протекаюший через них,Цель изобретения - упрощение конструкции индикатора и обеспечение высокойточности и разрешающей способности егопри изменении температуры окружающейсреды. ф50Зта цель достигается тем, что в индикаторе изменений эпектропроводностиматериалов, содержащем опорный и измерительный генераторы сигналов, включен ные в их частотно-задающие контуры две 55катушки индуктивности, связанный с выходами генераторов смеситель и подклзоченный к выходу последнего регистратор, катушки индуктивности геометрически выполнены в виде тороидов, установлены коаксиацьно между собой, плоскости витков катушек ортогонапьны междусобой, а отношение активных сопротивлений катушек практически равцо единице.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого индикатора; на фиг, 2 - вариант его реализации в мостовой схеме,Индикатор содержит два генераторасигналов; измерительный 1 и опорный 2,смеситепь 3, связанный с выходами генератора 1. и 2, регистратор 4, катушки 5и 6 индуктивности, включенные в частотно-эадакщие контуры соответственно измерительного и опорного генераторов 1и 2, Зти катушки выполнены в виде тороидов, установлены коаксиально между собой, плоскости витков их ортогонапьны,сами катушки помещены в общий электростатический экран 7, а отношение их активных сопротивлений практически равноединице.Индикатор работает следующим образом,При изменении электро- или магнитопроводности геометрически ограниченного электропроводяшего объекта, находящегося в зоне чувствитепьности катушки5 индуктивности, или при нахождении вэтой зоне объекта, имеющего постоянныемагнитоэпектрические параметры, комплексное сопротивление СЬ-контура измерительного генератора 1 изменяется за .счет вихревых токов, воэникаюших в объекте вследствие эпектромагнитной связимежду объектом и измерительной катушкой, В результате изменяется частотасигнала, генерируемого измерительнымгенератором 1, Частота сигнала опорного генератора 2 при этом остается прежней, так как катушка 6 индуктивностиопорного контура выполнена в виде тороида, ориентированного указанным образом и имеюшего немагнитный сердечникМз неэлектропроводного материала.После преобразования сигналов, поступаюших от обоих генераторов 1 и 2 всмеситель 3, на выходе последнего возникает сигнал частотой биения, равнойразнице частот обоих генераторов. Этотсигнал подается на регистратор 4, представляя либо информацию о контропируемом объекте, либо сигнализируя о егоприсутствии в зоне чувствительности иидикатора. В предлагаемом индикаторе обекатушки индуктивности функционируют водинаковых условиях и, следовательно,одинаково реагируют на их изменения,Уменьшение температурного влияния достигается тем, что отношение активных сопротивлений обмоток обеих катуЮшек индуктивности практически равно единице. Кроме того, величины переменных 5 токов, протекаюших через обе катушки индуктивности, также выбраны одинаковыми, При соблюдении этих условий флуктации температуры в равной степени изменяют параметры С и Ь СЬ -контуров обоих генераторов, поэтому разность час, тот этих генераторов практически не изменяется. Это обусловлено тем, что при одинаковых линейных относительных изменениях длины и сечения проводов обмо. ток обеих катушек в зависимости от температуры их активная проводимость и индуктивность изменяются практически одинаково.Предлагаемое решение может быть не посредственно использовано также в других измерительных устройствах, принцип работы которых основан на сравнении параметров двух предварительно близко на строенных СЬ-контуров - измерительного и опорного. Например, на фнг. 2 по- казана возможность включения указанных СЬ -контуров, содержащих измерительную и опорную катушки 5 и 6, по мостовой схеме. Выход мостовой схемы, в два 30 смежных плеча которой соответственно включены опорный Сщ и измерительный С конденсаторы О- -контуров, Фюсоединен к регистратору 4, который может быть выполнен из усилителя 8 и детектора 9. Устройство работает аналогично, но с той лишь разницей, что изменение комплексного сопротивления измерительного СЬ -контура обуславливает сигнал на выходе мостовой схемы. Следует пцчеркнуть, что СЬ-контуры мостовой ек -мы могут быть как поспедоватепьцыми,так и параллельными,1Использование предлагаемого ицдцк- тора позволяет создать простые и надежные контрольно-измерительные устройства для регистрации с высокой точностью и разрушающей способностью кэмецеццй электропроводности,формула изобрете ни яИндикатор изменений электропроводности, материалов, содержащий опорныйи измерительный генераторы сигналов,две включенные в нх частотно-задаюш 1 ц:контуры катушки индуктивцости, связанный с выходами генераторов смеситепьи подключенный к выходу последнего регистратор, о т л н ч а ю ш и й с я тем,что, с целью упрощения конструкции иобеспечения высокой точности и разрешающей способности при изменении температуры окружающей среды, катушки ицдуктивности геометрически выпопнецы ввиде тороидов, установлены коаксиальцомежду собой, плоскости витков катушекортогональны между собой, а отношениеактивных сопротивлений катушек практически равно единице.Источники информации,принятые во внимание при экспертнэр1. Авторское свидетельство СССРМ 361448, кп. 5 01 В 27/02, 1969.2,ЕФЕСЕ-сю 1 сЫВог И, РЕс., 1966,р. 40 41 (прототип).. Кравцова ТехредМ Рейвес Корректор М, Коста едактор Заказ 532 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектнж 887осударственноизобретенийква, Ж, Р Подписное .го комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5