Патент на изобретение №2331841

(54) ТОЛЩИНОМЕР МАГНИТНЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к магнитным толщиномерам и может быть использовано для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, ферромагнитных покрытий на немагнитном основании, а также для контроля толщины листов и фольг из ферромагнитного материала в машиностроении и др. Сущность: толщиномер содержит калиброванный магнит, последовательно соединенные датчик усилия, усилитель, блок обработки сигнала и индикатор. Калиброванный магнит размещен непосредственно на датчике усилия. Датчик усилия установлен контактно на изделии. Выход блока обработки сигнала соединен с входом индикатора. Технический результат: повышение надежности, точности и быстродействия. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к магнитным толщиномерам, и может быть использовано для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, ферромагнитных покрытий на немагнитном или слабомагнитном основании, а также для контроля толщины листов и фольг из ферромагнитного материала. Такие материалы с покрытиями используются в отраслях промышленности, где необходимы защитные свойства объекта производства, особенно никелевые покрытия, а также измерение толщины фольг и тонких листов из ферромагнитного материала в прокатном производстве, машиностроении и др.

Известны индукционные толщиномеры, содержащие последовательно соединенные катушку индуктивности, питаемую низкочастотным током от автогенератора, детектор, блок обработки сигнала и индикатор [см. Неразрушающий контроль. / Справочник в 7 томах под ред. В.В.Клюева. – М.: Машиностроение, 2004, т.6, кн.1, с.67-73].

Такие толщиномеры функционально ограничены в использовании только контролем толщины немагнитных покрытий, а для контроля толщины покрытий или листов из магнитных материалов они не пригодны из-за нестабильности их магнитных свойств.

Наиболее близким к заявленному толщиномеру по совокупности признаков и принятым за прототип является магнитный толщиномер пондемоторного типа, содержащий калиброванный магнит, установленный над контролируемым изделием, и индикатор, а также пружинный динамометр [см. там же].

В этом толщиномере магнит приводят в соприкосновение с контролируемой поверхностью и растягивают пружину динамометра до момента отрыва магнита, при этом длина растяжения пружины градуируется в единицах измеряемой толщины.

Одним из основных недостатков такого толщиномера является его низкая надежность из-за наличия механической пружины, так как в процессе эксплуатации нарушаются ее механические свойства. Другой недостаток – низкая точность измерений в силу субъективности оценки момента отрыва магнита от контролируемой поверхности. Кроме того, на растяжение пружины требуется затратить определенное время, что ограничивает быстродействие толщиномера и его производительность.

Суть изобретения заключается в том, что в толщиномер магнитный, содержащий калиброванный магнит, установленный над контролируемым изделием, и индикатор, дополнительно введены последовательно соединенные датчик усилия, усилитель и блок обработки сигнала датчика, при этом калиброванный магнит размещен непосредственно на датчике усилия, а датчик усилия размещен контактно на изделии, причем выход блока обработки сигнала соединен со входом индикатора.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является то, что он обладает широкими функциональными возможностями за счет того, что обеспечивает измерение толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании и ферромагнитных листов и покрытий на немагнитном или слабомагнитном основании. При этом толщиномер позволяет повысить одновременно производительность, точность и надежность контроля толщины вследствие предложенной совокупности признаков.

На фиг.1 представлена структурная схема толщиномера; на фиг.2 показаны зависимости усилия прижатия магнита к датчику усилия от толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании (кривая 1) и от толщины ферромагнитных листов и покрытий (кривая 2) на немагнитном основании.

Устройство на фиг.1 включает в себя калиброванный магнит 1, установленный над контролируемым изделием, последовательно соединенные датчик 2 усилия, усилитель 3, блок 4 обработки информационного сигнала и индикатор 5. Калиброванный магнит 1 размещен непосредственно на датчике 2 усилия, который контактно установлен на поверхности контролируемого изделия.

Датчик 2 усилия предназначен для измерения механической нагрузки, создаваемой силой магнитного притяжения F калиброванного магнита 1 к ферромагнитному материалу.

Усилитель 3 предназначен для масштабного преобразования сигнала датчика 2 усилий.

Блок 4 обработки сигнала осуществляет математические операции, преобразование аналогового сигнала в цифровой и запоминание информации и при необходимости ее воспроизведение на индикаторе 5. В качестве индикатора 5 может служить цифровой дисплей.

Работает устройство следующим образом.

Магнит 1 устанавливают на датчик 2 усилия, который тем самым прижимает датчик 2 к поверхности контролируемого изделия с силой F за счет наличия в этом изделии ферромагнитного материала. Датчик 2 измеряет эту силу F.

При контроле толщины изделия, представляющего собой ферромагнитное основание с немагнитным покрытием, очевидно, что чем толще покрытие, тем больше величина немагнитного зазора между магнитом 1 и ферромагнитным основанием изделия. В результате этого усилие F прижатия датчика 2 к изделию с ростом толщины Т покрытия будет уменьшаться, как это показано на фиг.2 (кривая 1).

При контроле толщины изделия, представляющего собой немагнитное основание с ферромагнитным покрытием или ферромагнитный лист, усилие F прижатия датчика 2 к изделию при толщине листа или покрытия Т=0 также равно нулю и возрастает по мере увеличения значения толщины, как показано на фиг.2 (кривая 2).

Выходной сигнал датчика 2 усилия, пропорциональный величине F, через усилитель 3 передается в блок 4 обработки сигнала. Блок 4 преобразует входной информационный электрический сигнал с датчика 2, усиленный в усилителе 3, в соответствии с кривыми 1 или 2 (фиг.2), в форму, удобную для чтения, например в физическую величину толщины, эквивалентную величине электрического сигнала, сведения о которой запоминаются и отображаются в индикаторе 5.

Преимущество изобретения состоит в том, что толщиномер позволил повысить при его широких функциональных возможностях одновременно надежность, точность и быстродействие толщиномера, а за счет модернизации конструкции толщиномера снизить себестоимость его исполнения.

Формула изобретения

Толщиномер магнитный, содержащий контролируемое изделие, калиброванный магнит и индикатор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные датчик усилия, усилитель и блок обработки сигнала, при этом калиброванный магнит размещен непосредственно на датчике усилия, а датчик усилия установлен контактно на изделии, причем выход блока обработки сигнала соединен с входом индикатора.

РИСУНКИ