Диэлькометрический первичный преобразователь

Диэлькометрический первичный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и неразрушающему контролю неметаллических материалов в импульсно-возбуждаемых электрических полях. Целью изобретения является повышение точности контроля. Преобразователь, содержащий компланарные низкопотенциальные электроды 5, 6, расположенные на общей диэлектрической подложке 1, сегнетокерамическую вставку 2 с выполненными на ней высокопотенциальным и управляющим электродами 3 и 4 соответственно, трансформатор 8 связи и узел 14 управления глубиной зоны контроля (ГЗК), позволяет изменять ГЗК путем изменения величины сопротивления в узле 14 управления ГЗК за счет эффективного изменения площади ввода потока энергии в зону контроля. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455864/24-21 (22) 06.07.88 (46) 23.09.90. Бюл. №- 35 (71) Красноярский политехнический институт (72) Я.И. Бульбик и С.А.Рыбаков (53) 621.317.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 949542, кл. G 01 R 27/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1237995, кл. С 01 R 27/26, 1984. (54) ДИЭЛЬКОИЕТРИЧЕСКИЙ ПЕРВИЧНЬЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (5?) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и неразрушающему контролю неметаллических мате„„Я0„„15 4451 А1

2 риалов в импульсно-возбуждаемых электрических полях. Целью изобретения является повышение точности контроля. Преобразователь, содержащий комп ланарные низкопотенциальные электроды 5,6, расположенные на общей диэлектрической подложке 1, сегнетокерамическую вставку 2 с выполненными на ней высокопотенциальным и управляющим электродами 3 и 4 соответственно, трансформатор 8 связи и узел 14 управления глубиной зоны контроля (ГЗК), позволяет изменять ГЗК путем изменения величины сопротивления в узле 14 управления ГЗК за счет эффективного изменения площади ввода потока энергии в зону контроля. 1 ил.

1594451

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля электрофизических параметров непроводящих покрытий.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет управления глубиной зоны контроля.

На чертеже приведено конструктив- 1О ное расположение элементов диэлькометрического первичного преобразователя.

Диэлькометрический первичный преобразователь состоит из диэлектричес- 1 кой подложки 1 с расположенной в цен тре ее объемной сегнетокерамической вставкой 2, высокопотенциального электрода 3, управляющего электрода

4, низкопотенциального электрода 5,; выполненного в виде ленточных ком, планарных электродов, свернутых в ,.прямоугольную плоскую спираль, охран ного электрода 6, магнитодиэлектри:ческого ярма 7, трансформатора 8 свя- 25 зи, подводяшего отрезка 9 коаксиальной линии с цепью 10 развязки, отводящего отрезка 11 коаксиальной линии, операционного усилителя 12, формиро вателя 13 временного интервала, узла 14 управления глубиной зоны контроля (ГЗК), Электроды 3-6 изготовлены путем вакуумного напыления с последующим нанесением защитного изоляционного ,покрытия. Электроды 5 и 6 соединяются с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора 8 связи, расположенного на магнитодиэлектрическом ярме 7, которое покрывает ленточный электрод 5. Вторичная обмотка трансформатора 8 связи соединена с входом операционного усилителя 12 через отрезок 11 коаксиальной линии, а выход операционного усилителя 12 соединен с входом формирователя 13 временного интервала.

Бысокопотенциальный электрод 3 расположен на верхней торцовой поверхности объемной сегнетокерамической < вставки 2 и соединен с центральным проводником отрезка 9 коаксиальной линии, оболочка которого соединена с охранным электродом 6 и общей шиной.

Через отрезок 9 коаксиальной линии

55 и цепь 10 развязки осуществляется подвод импульсного напряжения от внешнего источника к первичному преобра- . .зователю. Управляющий электрод 4 расположен по периметру боковой поверхности сегнетокерамической вставки 2 у основания и гальванически соединен с узлом 14 дискретного управления ГЗК:

Диэлектрическая подложка 1, сегнетоке" рамическая вставка 2, магнитодиэлектрическое ярмо 7 и трансформатор 8 связи путем клеевого соединения образуют единое. целое. Узел 14 управления ГЗК состоит из резисторов 1517, которые могут быть соединены параллельно посредством ключей 18 и 19 относительно общей шины.

Диэлькометрический первичный преобразователь работает следующим образом.

К высокопотенциальному электроду

3 через цепь 10 развязки по отрезку

9 коаксиальной линии в начальный момент времени подводится импульс напряжения. Ключи 18 и 19 в узле 14 дискретного управления ГЗК при этом разомкнуты. Поток электрического поля с высокопотенциального электрода 3 за счет большой диэлектрической проницаемости сегнетокерамической встав" ки 2 полностью локализуется в ее объеме. Нарастание потока электрического поля происходит со скоростью на= растания фронта импульса напряжения, при этом распределение электрического поля по объему зоны контроля определяется практически временным распределением электрического заряда на высокопотенциальном 3 и охранном 6 электродах. К моменту окончания переднего фронта возбуждающего импульса напряжения начинается относительно медленный переходный процесс перераспределения электрических зарядов на электродной системе преобразователя: электрические потенциалы управляющего 4 и низкопотенциального 5 электродов к нулевым значениям, а электрические заряды на этих электродах стремятся к квазистационарным значениям на момент окончания действия импульса.

Как известно, распределение напряженности электрического поля, т.е.

его топография, определяется распределением квазистационарных электрических зарядов. Величина электричес-. кого заряда на управляющем электроде

4 фактически определяется временным интегралом от тока смещения, равного току проводимости внешней резистив" ной цепи узла 14 дискретного управле55

5 15 ния ГЗК, и определяет величину радиальной составляющей электрической поляризации сегнетокерамической встав ки 2. Таким образом, осевая составляю щая потока электрического поля встав.ки 2 может быть уменьшена путем увеличения радиальной составляющей.

В примере конкретного исполнения узла 14 управления ГЗК показано два ключа 18 и 19. При разомкнутых ключах 18 и 19 получается максимальная величина осевой составляющей потока электрического поля на время окончания действия импульса напряжения.

При прочих равных условиях уменьшение сопротивления узла 14 управления

ГЗК приводит к тому, что часть пото-. ка электрического поля будет замкнута на резистивную электрическую цепь узла 14 управления, т.е. в периферийной части нижней торцовой поверхности вставки осевая составляющая потока электрического поля уменьшается, что отождествляется с уменьшением эффективной площади ввода потока электрического поля в объект контроля и, следовательно, уменьше — . нием ГЗК. Осевая составляющая потока электрического поля, пройдя через зону контроля, замыкается на низкопотенциальном электроде 5. На элек-троде 5 возникает линейный квазистационарный заряд, распределенный по длине электрода, причем мгновенное выравнивание этого заряда и соответI ственно потенциала отдельных точек электрода 5 невозможно, так как он представляет собой элемент полосковой длинной линии с распределенной индуктивностью. Начальное распределение заряда на электроде 5 зависит от глубиных характеристик веществ в зоне контроля, а следовательно, и от глубины зоны контроля.

При импульсе напряжения, подаваемом на высокопотенциальный электрод

3, переходный процесс после действия импульса наблюдается в виде мгновенных напряжений, возникающих в конце полосковой линии, которые передаются с помощью высокочастотного трансформатора 8.связи по отрезку 11 ко" аксиальной линии на вход операционного усилителя 12. В связи с относи . тельно высоким значением добротности полосковой линии в ней устанавливаются свободнозатухающие колебания, причем частота и коэффициент затуха94451 6 ния этих колебаний зависят от электрических свойств объекта контроля и глубинных характеристик вещества в зоне контроля. Эти свободнозатухающие колебания усиливаются операционным усилителем 12 и подаются на вход формирователя 13 временйого интервала.

При повторной подаче импульсного напряжения к высокопотенциальному электроду 3 ключ 18 в узле 14 управ-. ления ГЗК необходимо замкнуть., этим самым часть потока электрического поля с периферийной части нижней торцовой поверхности сегнетокерамической вставки будет замкнута на управляющий электрод 4, а остальной поток, пройдя через зону контроля, замкнется на низкопотенциальном электроде 5.

Таким образом, отвод части потока электрического поля на управляющий электрод уменьшает эффективную площадь ввода потока электрического поля в зону контроля, изменяя глубину проникновения потока электрического поля в объект контроля, т.е. ГЗК.

Произведя коммутацию ключа 19, аналогично получают третье изменение ГЗК,.

Таким образом, с выхода формирователя 13 временного интервана получают три независимых отсчета сформированных временных интервалов.

33

30 формула изобретения

Диэлькометрический первичныи преобразователь.,содержащий охранный электрод и низкопотенциальные электроды, расположенные симметрично на общей диэлектрической подложке относительно высокопотенциального электрода и закрытые магнитодиэлектрическим ярмом, последовательно соединенные операционный усилитель и формирователь временного интервала, трансформатор связи, первичная обмотка которого соединяет охранный и низкопотенциальный электроды, а вторичная обмотка соединена с входом операционного усилителя через отводящий отрезок коаксиальной линии, подводящий отрезок коаксиальной линии, соединяющий высокопотенциальный электрод через цепь развязки с источником напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения. точности кон» троля, в него введены узел управления глубиной зоны контроля, управляющий электрод .и объемная сегнетокеРа1594451

Составитель С.Петров

Техред М.Ходанич Корректор C,éeêìàð

Редактор С.Пекарь

Заказ 2826 Тираж 555 Подписное

ВНЯЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",. r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,10! мическая вставка, выполненная по форме высокопотенциального электрода, размещенного на торцовой поверхности сегнетокерамической вставки, противоположная торцовая поверхность которой совмещена с рабочей поверхностью преобразователя, а управляющий электрод расположен по периметру боковой поверхности сегнетокерамической вставки и гальванически соединен с общей шиной через узел управления глубиной зоны контроля.