Толщиномер немагнитных покрытий на ферромагнитном основании

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ТОЛЩИНОМЕР 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) Толщиномер немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, содержащий корпус, цилиндрический постоянный магнит со сферическим наконечником, блок регистрации, содержащий встречно включенные катушки индуктивности, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок обработки сигнала и генератор крутильных колебаний, соединенный жестким стержнем с блоком регистрации.(56) 1. А.с. СССР 947631, МПК 01 7/06. Толщиномер / А.А.Лухвич, В.А.Рудницкий,И.И.Линник и Г.Б.Гаврис, 1982. 2. А.с. СССР 357514, МПК 01 7/06. Датчик для измерения немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитной основе / С.А.Зубко, В.А.Рудницкий, И.С.Хутко,1972. Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных основаниях неразрушающим магнитным методом. 79872012.02.28 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 низкая 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 датчик для измерения немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитной основе 2, содержащий магнитный сердечник, выполненный в виде стержня, снабженного двумя сферическими полюсными наконечниками из магнитомягкого материала, размещенных соосно со стержнем, и блок регистрации, содержащий обмотки дифференциального феррозондаградиентомера, т.е. встречно включенные катушки индуктивности, расположенные на наконечниках. Работа датчика основана на измерении перераспределения магнитного потока, создаваемого постоянным магнитным сердечником при поднесении датчика к контролируемому изделию. При этом на выходе датчика появляется сигнал, величина которого пропорциональна толщине покрытия. Недостатками устройства являются низкая чувствительность и точность. Технической задачей полезной модели является повышение чувствительности и точности, а также расширение функциональных возможностей, позволяющих непрерывно проводить измерения в режиме реального времени. Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит корпус с жестко закрепленным в нем цилиндрическим постоянным магнитом со сферическим наконечником, генератор крутильных колебаний,размещенный в корпусе, блок регистрации, содержащий встречно включенные катушки индуктивности, охватывающие постоянный магнит и имеющие возможность совершать угловые колебания относительно его геометрического центра, жесткий стержень, соединяющий блок регистрации с генератором крутильных колебаний, блок обработки сигнала,основными элементами которого являются программируемое цифровое устройство, масштабный и аналого-цифровой преобразователи. Это позволит катушкам индуктивности,расположенным в блоке регистрации, совершать угловые колебания с заданной частотой относительно продольной оси постоянного магнита. В отсутствие объекта контроля электродвижущие силы (ЭДС) индукции катушек взаимно компенсируются за счет их встречного включения и симметричного расположения относительно магнита. При установке прибора на образец контроля, поле постоянного магнита вблизи контролируемой поверхности изменяется, что ведет к возникновению в катушках ЭДС индукции. С уменьшением толщины немагнитного покрытия асимметрия магнитного поля возрастает и соответственно возрастает выходной сигнал, несущий информацию о толщине покрытия. Данная конструкция обеспечивает повышение чувствительности и точности измерений. На фигуре представлена схема устройства. Устройство содержит корпус 1, жестко закрепленный в нем цилиндрический постоянный магнит со сферическим наконечником 2, блок регистрации 3, содержащий встречно включенные катушки индуктивности 4, генератор крутильных колебаний 5, жесткий стержень 6 и блок обработки сигнала 7. Устройство работает следующим образом. При подаче питания к прибору от элемента питания (на фигуре не показан), с помощью генератора крутильных колебаний 5 и жесткого стержня 6 блок регистрации 3, содержащий встречно включенные катушки индуктивности 4, начинает совершать угловые колебания относительно продольной оси постоянного магнита 2 с заданной частотой. Встречное включение катушек индуктивности 4 обеспечивает компенсацию наводимых в 2 79872012.02.28 них ЭДС индукции до начала измерения, т.е. до контакта с поверхностью образца, в том числе и ЭДС индукции, вызванных электромагнитными помехами. Для определения толщины покрытия цилиндрический постоянный магнит со сферическим наконечником 2,закрепленный в корпусе 1, устанавливают перпендикулярно контролируемой поверхности. При этом пространственное распределение магнитного поля вблизи контролируемой поверхности изменяется, в результате чего на выходе блока регистрации 3 возникает выходной сигнал, содержащий информацию о толщине покрытия. С уменьшением толщины покрытия асимметрия магнитного поля возрастает и соответственно возрастает выходной сигнал, поступающий в блок обработки сигнала 7, состоящий из программируемого цифрового устройства, масштабного и аналого-цифрового преобразователей. Предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность и точность измерений за счет сильного влияния на ЭДС индукции изменения магнитного поля вблизи сферического наконечника и устойчивости прибора к электромагнитным помехам. Конструкция толщиномера исключает необходимость периодического запуска начала измерения со стороны оператора, например, как в случае магнитоотрывных толщиномеров, что позволяет не только упростить и ускорить измерения, но и реализовать проведение непрерывного контроля в режиме реального времени. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3