Устройство для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ НЕМАГНИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ФЕРРОМАГНИТНОМ ОСНОВАНИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Рудницкий Валерий Аркадьевич Крень Александр Петрович Протасеня Татьяна Анатольевна Гнутенко Егор Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, содержащее корпус с размещенным в нем стержневым постоянным магнитом,намагниченным вдоль оси, катушку индуктивности и частотомер, отличающееся тем, что стержневой постоянный магнит имеет сферическую форму наконечника, а между ним и контролируемой поверхностью помещена немагнитная мембрана с вогнутой сферической поверхностью, закрепленная на корпусе, в верхней части корпуса выполнено отверстие, в котором размещен поворотный рычаг, контактирующий с верхним концом магнита. 78302011.12.30 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных основаниях неразрушающим магнитным методом. Известен прибор 1 для определения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных основаниях, содержащий корпус, размещенный в нем часовой механизм с пружинным двигателем, стрелочный индикатор, жестко связанный с одной из осей механизма, шкалу индикатора и постоянный магнит, кинематически связанный с часовым механизмом. Недостатками известного прибора являются низкие разрешающая способность и точность измерений, связанные с использованием в нем в качестве отсчетного устройства стрелочного индикатора и шкалы, а также полностью механический принцип действия, что исключает возможность его взаимодействия с современными цифровыми устройствами. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных изделиях 2, содержащее немагнитный стержень с закрепленным на его нижнем конце плоским постоянным магнитом, возбуждающую катушку индуктивности, механическую колебательную систему, установленную на переносном штативе с помощью зажима, измерительную катушку индуктивности и частотомер. Механическую колебательную систему располагают на заданной высоте и вводят в контакт с немагнитным стержнем с определенным усилием поджатия посредством перемещения штатива по плоскости контролируемого изделия. Импульсное поле возбуждающей катушки индуктивности вызывает в механической колебательной системе свободные колебания, частота которых фиксируется измерительной катушкой индуктивности и частотомером. По фиксированной частоте и номограммам получают истинную толщину немагнитного покрытия. Принцип действия данного устройства основан на зависимости контактной жесткости стыкового соединения балки,образованной стержнем и магнитом, с ферромагнитным изделием, от продольной силы магнитного притяжения, которая обратно пропорциональна толщине немагнитного покрытия. Недостатками устройства являются низкие точность и воспроизводимость измерений,связанные с наличием субъективной оценки величины требуемого поджатия при перемещении штатива, необходимость использования номограмм, а также сложность механической конструкции устройства. Технической задачей полезной модели является повышение точности и воспроизводимости измерений. Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит корпус с размещенным в нем стержневым постоянным магнитом, намагниченным вдоль оси и имеющим сферическую форму наконечника, катушку индуктивности, охватывающую постоянный магнит, немагнитную мембрану (например, из латуни) с вогнутой сферической поверхностью, закрепленную на корпусе и расположенную между постоянным магнитом и контролируемой поверхностью, частотомер. Также в верхней части корпуса выполнено отверстие, в котором размещен поворотный рычаг, контактирующий с верхним концом магнита, позволяющий отклонить магнит на некоторый угол и тем самым вывести его из состояния равновесия. Это позволит постоянному магниту совершать свободные колебания с частотой, определяемой толщиной измеряемого покрытия, а наличие мембраны в устройстве обеспечивает положение устойчивого равновесия магнита в начальный момент времени и чистоту контактной поверхности. В результате свободные колебания магнита с некоторой переменной частотой, приводящие к изменению магнитного потока, пронизывающего катушку индуктивности, позволяют получить информацию об измеряемой толщине покрытия в виде напряжения, что повышает точность и воспроизводимость контроля. На фигуре представлена схема устройства. 78302011.12.30 Устройство содержит корпус 1, размещенный в нем намагниченный вдоль оси стержневой постоянный магнит 2, немагнитную мембрану 3, поворотный рычаг 4, катушку индуктивности 5 и частотомер 6. Устройство работает следующим образом. Для определения толщины покрытия стержневой постоянный магнит 2, расположенный в корпусе 1, устанавливают сферическим наконечником перпендикулярно контролируемой поверхности. При этом чистота контактной поверхности и положение устойчивого равновесия обеспечиваются немагнитной мембраной 3. С помощью поворотного рычага 4 верхний конец постоянного магнита 2 отклоняют на некоторый уголот вертикали, и в момент высвобождения магнит начинает свободно колебаться с частотой, определяемой толщиной покрытия. Свободные колебания постоянного магнита 2 вызывают изменения магнитного потока, пронизывающего катушку индуктивности 5, что, в свою очередь, ведет к возникновению в ней ЭДС индукции. Таким образом, частота изменения ЭДС индукции является информативным параметром, определяемым частотой колебаний постоянного магнита. Полученный в катушке индуктивности 5 сигнал, содержащий информацию о толщине измеряемого покрытия, подается на частотомер 6. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и воспроизводимость измерений, исключить субъективную погрешность и необходимость предварительной настройки,а также применения номограмм при обработке результатов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3