Датчик для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДАТЧИК 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) Датчик для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, содержащий стержневой постоянный магнит со сферическими наконечниками,встречно включенные катушки индуктивности, отличающийся тем, что дополнительно содержит корпус с размещенными в нем катушками индуктивности и генератор продольных колебаний, соединенный упругой пластинчатой пружиной с корпусом.(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. 83432012.06.30 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 электронными 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, размещенными соосно со стержнем, и обмотки дифференциального феррозонда-градиентомера, 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 низкие чувствительность и точность. Технической задачей полезной модели является повышение чувствительности и точности. Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит стержневой постоянный магнит со сферическими наконечниками, корпус, содержащий встречно включенные катушки индуктивности, охватывающие постоянный магнит и имеющие возможность совершать колебания вдоль его продольной оси, генератор продольных колебаний и упругую пластинчатую пружину, соединяющую корпус с генератором продольных колебаний. Это позволит катушкам индуктивности, закрепленным в корпусе, совершать колебания с заданной частотой вдоль 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 датчика на контролируемый образец 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 датчика. Датчик содержит стержневой постоянный магнит 1 со сферическими наконечниками,корпус 2, содержащий встречно включенные катушки индуктивности 3, генератор продольных колебаний 4, упругую пластинчатую пружину 5. Датчик работает следующим образом. При подаче питания к датчику от элемента питания (на фигуре не показан) с помощью генератора продольных колебаний 4 и упругой пластинчатой пружины 5 корпус 2, содержащий встречно включенные катушки индуктивности 3, начинает совершать колебания вдоль продольной оси постоянного магнита 1 с заданной частотой. Встречное включение катушек индуктивности 3 обеспечивает компенсацию наводимых в них ЭДС индукции до начала измерения, т.е. до момента контакта с поверхностью образца, в том числе и ЭДС индукции, вызванных электромагнитными помехами. Для определения толщины покры 2 83432012.06.30 тия стержневой постоянный магнит 1 сферическим наконечником устанавливают перпендикулярно контролируемой поверхности. При этом пространственное распределение магнитного поля вблизи контролируемой поверхности изменяется, в результате чего на выходе датчика возникает сигнал, содержащий информацию о толщине покрытия. С уменьшением толщины покрытия асимметрия магнитного поля возрастает и соответственно возрастает выходной сигнал. Предлагаемый датчик позволяет повысить чувствительность и точность измерений за счет сильного влияния изменения магнитного поля вблизи сферического наконечника на ЭДС индукции и устойчивости датчика к электромагнитным помехам. Конструкция датчика исключает необходимость периодического запуска начала измерения со стороны оператора, например, как в случае магнитоотрывных толщиномеров, что позволяет упростить и ускорить процесс измерения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3