Устройство для измерения толщины диэлектрических материалов
Патент 879278
Авторы
Устройство для измерения толщины диэлектрических материалов
Иллюстрации
Реферат
(72) Авторы . изобретения
В.А.Синицкий, Ю.А.Резников, Л.М.Гугелев и:В.M.Ôåäîðîâ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано в любой отрасли машиностроения для измерения толщины диэлектрических материалов с использованием токопроводящей подложки.
Известно устройство для измерения толщины диэлектрических материалов, содержащее электромагнитный преобразователь и подсоединенные к
10 нему генератор и измерительный канал 1 ).
Недостатками известного устройства явчяются,ограниченный верхний предел измеряемых толщин и малая чув35 ствительность к изменению больших толщин °
Цель изобретения — повышение чув ствительности и расширение диапазона измерений.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь выполнен в виде двух соосных, с зазором между витками цилиидрическо ч плоской спиралей из токопроводящего материала, причем наружный виток плоской спирали является продолжением цилиндрической.
На чертеже представлена. блок-схема устройства.
Устройство пля измерения толщины диэлектрических .материалов содержит электромагнитный преобразователь, выполненный в виде двух соосных, с зазором между витками,, цилиндрической и плоской спиралей 1 и 2 из токопроводящего матерйала. Наружный .виток плоской спирали 2 является продолжением ципиндрической спирали
Обе последовательно соединенные спирали от центра плоской спирали
2 и конца цилиндрической спирали, также выходящего из центра катушки, подсоединены к конденсатору 3 и образуют с ним колебательный контур, который через усилитель 4 и буферный каскад 5 соединены с генератором
6 переменного напряжения высокой частоты. Колебательный контур соепи879278
50 нен через конденсатор 7 с измеритель-. ным каналом 8, к выходу которого подключен индикатор 9.
Работает устройство следующим образом.
Преобразователь накладывают плос" кой спиралью 2 на контролируемый материал с токопроводящим основанием или с подложкой из токопроводящего материала, наприйер, фольги, при этом добротность катушек преобразователя самого колебательного контура, а, следовательно, и выходной сигнал устройства изменяются. По индикатору
9 осуществляется отсчет толщины контролируемого изделия. При увеличении толщины контролируемого диэлектрического материала происходит увеличение добротности электромагнитного преобразователя и, соответственно, увеличение сигнала, снимаемого с колебательного контура.
Поскольку максимальная величина измеряемой толщины диэлектрического материала зависит от расстояния, на которое распространяется электромагнитное поле преобразователя с заданной величиной напряженности, вызывающей реакцию токопроводящей подложки, устройство позволяет расширить диапазон измеряемых толщин путем создания электромагнитного поля большей мощности без увеличения диаметра преобразования. Необходимую добавочную мощность электромагнитного поля преобразователя, добавляемую к мощности плоской спирали 2, получают за счет мощности цилиндрической спирали 1. Поскольку оси спиралей совпадают, а витки направлены в одну сторону, электромагнитные поля, создаваемые ими, суммируются.
Токопроводящее сечение цилиндрической спирали 1 черезвычайно мало, поэтому уменьшение электромагнитного поля плоской спирали 2 за счет экранирующего действия нижнего витка цилиндрической спирали 1 не сказывается на чувствительности преобразователя. В свою очередь небольшая токопроводящая площадь плоской спирали
2 не оказывает существенного влия10
45 ния на электромагнитное поле цилиндрической спирали 1.
Поскольку индуктивность преобразователя увеличена по сравнению с известными устройствами за счет цилиндрической спирали 1, то рабочая частота контура может быть понижена, что уменьшает влияние диэлектрических потерь разных материалов, а также разных участков одного и того же материала на выходной сигнал преобразователя.
Это способствует повышению точности измерений, так как уменьшается влияние одного из мешающих факторов. Предлагаемое устройство позволяет измерять толщины диэлектрических материалов до 90-100 мм.
Таким образом, указанное выполнение преобразователя позволяет резко увеличить мощность получаемого электромагнитного поля без увеличения диаметра преобразователя, что увеличивает диапазон измеряемых толщин.
Сопутствующее этому увеличение индуктивности преобразователя позволяет понизить его рабочую частоту, что увеличивает чувствительность преобразователя к изменению больших толщин диэлектрического материала вследствие. уменьшения влияния на добротность преобразователя диэлектрических потерь при более низкой рабочей частоте.
Формула изобретения
Устройство для измерения толщины диэлектрических материалов, содержащее электромагнитный преобразователь и подсоединенные к нему генератор и измерительный канал, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, преобразователь выполнен в виде двух соосных, с зазором между витками„ цилиндрической и плоской спиралей из токопроводящего материала, причем наружный виток плоской спирали является про- . должением цилиндрической.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l Авторское свидетельство СССР
Ф 151034, кл. G 01 В 7/06, 1962 (прототип).
8?9278
Составитель Н.Долгова
Редактор H.Гохфельд Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар
Заказ 9696 4 Тираж 645 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4