Толщиномер изоляции (стр. 2 из 8)

Рисунок 1. Векторная диаграмма амплитудного способа выделения информации

В тоже время при изменении контролируемого параметра

(точка ) , где - модуль чувствительности ВТП к контролируемому параметру ; - угол в точке между направлениями па комплексной плоскости линий влияния факторов и .

Амплитудный способ двухпараметрового контроля целесообразно применять тогда, когда годографы

близки дугам концентрических окружностей, а угол между касательными к ним и годографами значителен . Очень важно, чтобы этот угол мало изменялся при значительных приращениях параметров и . В противном случае, т.е. когда линия влияния отличается от окружности, а линии влияния - от прямой линии, амплитудный способ приводит к погрешностям контроля, которые тем больше, чем сильнее отличие от окружности, а - от прямой линии. Так как в этом случае выходное напряжение прибора пропорционально , то наилучшие условия выделения информации о параметре будут при .

Амплитудный способ выделения информации целесообразно применять, например, для контроля диаметра прутков проходными ВТП или толщины диэлектрических покрытий (что идентично изменению зазора между ВТП и ОК) накладными ВТП с подавлением влияния изменений удельной электрической проводимости σ. Поэтому будем использовать именно амплитудный способ выделения информации.

Схема прибора, основанного на использовании амплитудного способа ослабления влияния мешающих факторов (рис.2). Автогенератор (АГ) синусоидальных напряжений обеспечивает ток возбуждения ВТП и напряжение компенсатора (К). Сигналы с ВТП усиливаются усилителем (У) и детектируются амплитудным детектором (АД), а постоянное напряжение детектора подается на индикатор (И). Компенсатор позволяет отрегулировать компенсирующее напряжение по амплитуде и фазе так, чтобы оно соответствовало требования подавления влияния мешающего фактора.

Рисунок 2. Структурная схема прибора, использующего амплитудный способ выделения информации

Структурная схема прибора, основанная на фазовом способе ослабления влияния мешающих факторов, отличается от приведенной на рис.2 тем, что после усилителя включено фазометрическое устройство того или иного типа, опорное напряжение на которое поступает от автогенератора. [2, с.221-223] В данном курсовом проекте могут быть использованы следующие структурные схемы.

1.2.1 Толщиномер ТЛ-1М [3, стр.82-83]

На рис.3 представлена структурная схема толщиномера ТЛ-1МП. Работает она следующим образом.

Автогенератор 1 вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 1 МГц для питания преобразователя 2, представляющего собой катушку индуктивности, включенную в параллельный резонансный контур. Напряжение, снимаемое с преобразователя, поступает на вход амплитудного детектора 3, с выхода которого постоянное напряжение через усилитель 4 подается на вход процессорного блока 5. Процессорный блок управляет параметрами усилителя, преобразует входное напряжение в цифровой код, производит его обработку по заданному алгоритму, передает информацию о толщине измеряемого покрытия в блок 6 индикации. В усилителе процессорный блок задает коэффициент усиления и начальное смещение напряжения в зависимости от конкретного сочетания материалов контролируемых изделий. Блок индикации высвечивает информацию об измеряемой толщине покрытия. Кроме того на дисплее блока индикации может отображаться информация о выполнении толщиномером той или иной операции. Электропитание всех узлов толщиномера осуществляется от стабилизированного блока 7 питания.

Рисунок 3. Структурная схема вихретокового толщиномера ТЛ-1МП:

1 - Автогенератор, 2 - абсолютный параметрический накладной ВТП, 3 - амплитудный детектор, 4 - усилитель, 5 - процессорный блок, 6 - блок индикации, 7 - блок питания. [3, стр.82-83]

1.2.2 Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий на электропроводящем основании [4]

Вихретоковый толщиномер относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий на электропроводящем основании.

На рис.4 представлена структурная схема вихретокового толщиномера диэлектрических покрытий на электропроводящем основании. Работает она следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 1 устанавливают на поверхности диэлектрического покрытия. При этом частота измерительного автогенератора 2 устанавливается в соответствии с толщиной диэлектрического покрытия. Для повышения чувствительности с помощью вычитателя 3 частот определяется разностная частота путем вычитания из частоты измеренного сигнала частоты опорного автогенератора 5. Полученная разностная частота зависит от толщины покрытия по нелинейному закону. С целью линеаризации в вихретоковом толщиномере с помощью частотометра 7, измерителя 6 периода колебаний и вычитателя 8 выполняется преобразование N= K₁ (K₂T_p-K₃f_p), где N- результат измерения, T_p и f_p период и частота разностных колебаний на выходе вычитателя 3 частот, K₁, K₂ и K₃ - коэффициенты пропорциональности. Коэффициенты пропорциональности выбираются экспериментально из условия расширения линейной части характеристик. Дополнительно расширяют линейную часть характеристики толщиномера в верхней области измеряемых толщин, регулируя связь между колебательными контурами автогенераторов 2 и 5. [4]

Рисунок 4. ВТ толщиномер диэлектрических покрытий на электропроводящем основании

1.2.3 Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий [5]

Толщиномер относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий.

На рис.5 представлена структурная схема вихретокового толщиномера диэлектрических покрытий. Работает она следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 1 размещается на поверхности диэлектрического покрытия. В результате взаимодействия с электропроводящим основанием контролируемого объекта изменяется частота измерительного автогенератора 2. это измерение частоты определяется как разность частот измерительного 2 и опорного 4 автогенераторов, получаемая на выходе вычитателя 5 частот. Период полученных колебаний измеряется измерителем 6 периода колебаний и зависит от толщины диэлектрического покрытия по закону, близкому к линейному. Окончательно линеаризация выходной характеристики толщиномера достигается за счет применения линеаризатора 7. [5]

Рисунок 5. ВТ толщиномер диэлектрических покрытий на электропроводящем основании

1.2.4 Токовихревое устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитном проводящем основании [6]

Токовихревое устройство относится к области неразрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано в устройствах для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитных проводящих основаниях.

На Рис.6 представлена структурная схема вихретокового устройства для измерения толщины диэлектрических покрытий. Работает она следующим образом.

Генератор 1 подает питание на преобразователь 2 и компенсатор 3, компенсирующий напряжение преобразователя при наличии около него контролируемого изделия без покрытия с максимальной удельной проводимостью основания. Напряжение преобразователя усиливается и подается на входы фазочувствительных детекторов 7,8. Фазочувствительный детектор 7 настроен в квадратуре с током возбуждения преобразователя, а фазочувствительный детектор 8 - в фазе, причем его выходное напряжение имеет противоположную полярность относительно выходного напряжения фазочувствительного детектора 7. Напряжение с выходов детекторов суммируется сумматором 11. Кроме того, выходное напряжение детектора 7 активной составляющей напряжения преобразователя преобразуется ключом 9 и блоком 13 нелинейной функции y=xe^-xи суммируется дополнительным сумматором 12 с выходным напряжением сумматора 11. Выходное напряжение дополнительного сумматора 12 регистрируется индикатором 10 толщины диэлектрических покрытий. Увеличение точности измерения толщины покрытия при малых значениях удельной проводимости основания достигается путем дополнительного суммирования выходного напряжения сумматора 11 с напряжением, имеющим обратный относительно суммарного выходного напряжения фазочувствительных детекторов характер изменения удельной проводимости и не зависящим от толщины покрытий.