Товщиномір б.п. фрідмана

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение производительности и расширение области применения, а также повышение точности измерений толщины изделий сложного профиля и обеспечение возможности измерения толщины изделий из диамагнитных и парамагнитных материалов. Для этого с помощью измерителя перемещения } размещенного в центральной части корпуса 1, измеряют перемещение постоянного магнита 5, закрепленного на одном конце немагнитного штока 4, на другом конце которого закреплена пара магнитов 11 и 12 магнитных радиально-центрирующих осевых упоров,другая пара магнитов 13 и 14 установлена соответственно в крышке 2 и корпусе 1 толщиномера у его нерабочего торца. С помощью осевых упоров перед измерением осуществляется предварительная балансировка толщиномера, т.е. обеспечивается такое положение ферромагнитного стержня 3, при котором показания измерителя 10 равны нулю. Перемещение постоянного магнита 5 с помощью измерителя перемещения однозначно связано с толщиной изделий. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (П ІО ел 2 00 1375943 Изобретение относится к измериный в центральной части корпуса 1 тельной технике - к техническим измеритель перемещения, выполненный средствам для неразрушающего профильв виде трех соосно установленных ного контроля как толщины изоляционобмоток 6-8, охватывающих шток 4, ных и металлических покрытий на средняя из которых: 7 предназначена ферромагнитных основаниях, так и для подключения к стабилизированному толщины тонкостенных немагнитных и источнику 9 переменного тока, а ферромагнитных изделий. крайние обмотки 6 и 8 включены Цель изобретения - повышение про- 10 встречно и предназначены для подключения к измерителю 10 напряжения, изводительности и расширение обласдва соосно размещенных магнитных ти применения за счет обеспечения радиально центрирующих осевых упора, непрерывного следящего контроля за каждый из которых выполнен в виде изменением толщины вдоль поверхности конического 11(12) и цилиндрического изделия и обеспечения контроля как 15 13(14) с конусообразным отверстием пленочных покрытий (металлических и магнитов, конические магниты 11 и изоляционных) на ферромагнитных ос12 закреплены на одном конце-штока нованиях, так и тонкостенных полых, 4, на другом конце которого закрепв том числе полностью замкнутых, лен постоянный магнит 5, а цилиндферромагнитных изделий. 20 рические с конусообразными отверКроме того, целью изобретения стиями магниты 13 и 14 закреплены является также повышение точностисоответственно в крышке 2 и в коризмерений толщины изделий сложного пусе 1 у его нерабочего торца, два профиля, за счет выполнения магнитов 25 установленных по обе стороны от изС концентраторами, а также возможмерителя перемещения экранирующих ность измерения толщины изделий из диска 15 и 16 с центральными отвердиамагнитных и парамагнитных матестиями и установленные в них антириалов за счет использования вспомофрикционные направляющие втулки М гательного магнитопроводящего элеи 18, в которых размещен шток 4, а мента . 30 ферромагнитный стержень 3 размещен На фиг. 1 представлена конструкв отверстии обмоток 6-8 измерителя ция толщиномера и его ориентация перемещения и жестко связан со штоотносительно контролируемого издеком 4. лия при измерении толщины защитных Постоянный магнит 5 выполняется пленок на ферромагнитных основаниях; 35 сменным с концентратором 19 на его на фиг. 2 - установка толщиномера на рабочем торце. контролируемом объекте при односто-'' Толщиномер снабжен вспомогательронней профильной толщинометрии ным магнитопроводящим элементом 20 тонкостенных ферромагнитных изделий, не имеющих защитных покрытий; на 40 эллипсоидной или сферической формы, предназначенным для установки в зофиг. 3 - взаимная ориентация толщине измерения с противоположной стономера , контролируемого объекта и роны стенки изделия 21. На рабочем вспомогательного ферромагнитного элеторце корпуса 1 установлен диамагмента при толщинометрии композицион-' пых диа- и ^парамагнитных изделий; 45 нитный колпачок 22. Толщиномер функционирует следуюна фиг. 4 - форма чувствительных щим образом. элементов толщиномера, предназначенПри необходимости контроля заных для смены основного магнита при щитных покрытий - как изоляционных, необходимости контроля сложнопрофильных ферро- и диамагнитных изде- 50 так и металлических - на ферромагнитных основаниях перед измерениями лий. по стрелочному индикатору измеритеТолщиномер содержит стержневой ля 10 проверяют исходную балансировполый корпус 1 с крышкой 2 на одку толщиномера, для чего последний ном из его торцов, установленной с вертикально устанавливают диамагнитвозможностью перемещения относитель55 ным колпачком 22 на ферромагнитную но продольной оси корпуса 1, располопластину, поверхность которой не женные вдоль этой оси полый ферромагимеет никаких покрытий. Если поканитный стержень 3, немагнитный шток зание измерителя Ю при этом равно 4 и постоянный магнит 5, установлен 1375943 деленном ферромагнитном основании нулю, то исходная балансировка толвсех контролируемых изделий однощиномера не нуждается в коррекции. значной функцией от толщины защитных Если показание измерителя 10 о іличапокрытий, независимо от их типа ется от нулевого плавным вращением как электропроводящих, в том числе крышки 2 добиваются установления полупроводниковых и металлических, нулевого уровня сигнала, регистритак и изоляционных. руемого измерителем 10. При уходе в процессе измерения При этом подвижный ферромагнитный магнита 5 от его предварительно усстержень 3 находится в среднем 10 тановленного исходного сбалансиро"взвешенном" положении, при котором ванного состояния одновременно продействие силы тяжести подвижного узисходит также отклонение ферромагла, составленного элементами 5, 4, нитного стержня 3 от его исходного 3, 12 и 11, а также совместное дейсреднего положения в трехсекционном ствие однонаправленных с указанной измерителе перемещения. силой тяжести усилия притяжения постоянного магнита 5 к упомянутой В связи с этим на его встречно свободной от покрытия ферромагнитной включенных обмотках 6 и 8 формируетпластине и действие выталкивающего ся разностный сигнал, пропорциональосевого усилия, создаваемого магнитный отклонению постоянного магнита 20 ным радиально-центрирующим осевым 5 от его исходного положения. упором, уравновешиваются противодейРазностный сигнал со встречно ствием направленной вверх осевой сивключенных обмоток 6 и 8 через конлы, создаваемой магнитным взаимодейтактный разъем 23 поступает на вход ствием магнитов 12 и 14 нижнего осе25 измерителя 10 напряжения, шкала стревого упора. лочного индикатора которого предварительно с помощью ферромагшп ных После указанного предварительного пластин, покрытых немагнитными защитконтроля исходной балансировки толными пленками калиброванных толщин, щиномера его устанавливают внешним торцом диамагнитного колпачка 22 па 30 градуируется непосредственно в единицах контролируемого параметра (толисследуемом изделии 21 у подлежащего щины) , измерению участка защитного покрыОтградуированная таким образом тия нормально к плоскости эт ого шкала измерителя 10 является универучастка (фиг.1). сальной и справедливой для К О Н Т Р О Л Я Поскольку сила взаимодействия меж35 •покрытий с различными электрофизиду постоянным магнитом 5 и ферромагческими и химическими свойствами. нитным основанием иccлeдveмoгo изПлавно перемещая толщиномер внешделия 21 имеет меньшую величину, чем ним торцом диамагнитного колпачка 22 сила взаимодействия магнита 5 с чисвдоль заданного контура на поверхтой ферромагнитной пластиной при ис40 ности контролируемого изделия 21, ходной балансировке толщиномера, когможно по показаниям измерителя 10 да расстояние между указанными взаиснять непрерывную кривую изменения модействующими элементами является толщины покрытия вдоль указанного минимальным, то вследствие нарушения контура. исходного равновесия действующих на 45 Профилограмма, характерирующая заподвижной узел толщиномера сил это г кон изменения толщины покрытия вдоль узел под действием неуравновешенной заданного контура на контролируемом части направленного вверх выталкиваизделии, может быть графически зающего осевого усилия магнитов 12 и регистрирована с помощью самописца 14 осевого упора смещается кверху до 50 24, подключенного через усилитель 25 достижения динамического равновеснои детекторное звено 26 к входу измего состояния, обусловленного возрасрителя 10 (фиг.1). тающим осевым усилием верхнего осевоНаряду с оперативным контролем разго упора. нородных защитных покрытий предлагаПеремещение вверх постоянного 55 емое устройство позволяет осущестмагнита 5 и жестко связанного с ним вить дискретную и непрерывную следяштока 4 с ферромагнитным стержнем щую тоїлци помет рию тонкостенных фер3 и магнитами 11 и 12 обоих магнит-т ромагнитных изделии - как открытого ных осевых упоров является при опре 1375943 типа (листовых, рулонных), так и полых, в том числе полностью закрытых (замкнутых), которые не только ис% ключают возможность двустороннего доступа к подлежащим контролю участкам стенки, но которые полностью исключают возможность ввода в полость изделия каких-либо вспомогательных элементов. 10 Наряду с рассмотренными возможностями дискретного и непрерывного контроля толщины как разнородных немагнитных покрытий"на ферромагнитных основаниях, так и толщины тонкостенных - открытых и замкнутых (полых) ферромагнитных изделий 21 э предлагаемым толщиномером обеспечиваются также дополнительные возможности дискретного и следящего профильного 20 контроля характера изменения толщины одноэлементных и многослойных немагнитных изделий 21 различного физико-химического состава, в том числе композиционных комбинированных изде25 лий, состоящих из сочетания чередующихся электропроводящих и изоляционных слоев. по другую сторону изделия 21 у участка его поверхности, противолежащего диагмагнитному колпачку 22. Постоянный магнит 5 под действием сил взаимодействия с вспомогательным магнитопроводящим элементом 20 опускается вниз, уходя от своего исходного (установленного при свободном толщиномере, ненагруженном какими-либо образцами) положения, при котором ферромагнитный стержень 3 находится в своем среднем, нейтральном положении в измерителе перемещения. Осевое перемещение магнита 5 вниз однозначно зависит от толщины контролируемого немагнитного изделия 21 на его исследуемых участках и измеряется измерителем перемещения. Значения толщин обследуемых немагнитных изделий 21 снимаются со стрелочного индикатора измерителя 10 напряжения, шкала которого, предварительно отградуированная с помощью серии калиброванных по толщине эталонных немагнитных пластин непосредственно в единицах контролируемого параметра, является универсальной и справедливой для немагнитных издеПри контроле таких изделий против диамагнитного колпачка 22 толщи- 30 лий с произвольным сочетанием физико-химических и электропроводящих номера, установленного с одной стосвойств. роны контролируемого немагнитного изделия 21 (фиг.З), с другой стороны Кроме того, для повышения точизделия 21 располагают вспомогательности при "необходимости проведения ный магнитопроводящий элемент 20, одностороннего дискретного и непреформа которого может выбираться раз- 35 рывно следящего контроля открытых личной в зависимости от вида контрои замкнутых сложнопрофильных ферролируемых объектов - открытых или магнитных изделий 21 со сложным прозамкнутых (полых). филем целесообразно выполнять постоТак, при контроле толщины стенок 40 янный магнит 5 сменным с концентраполых диамагнитных изделий 21 наитором 19 на его рабочем торце, т.е. более оптимальной является сферивыполнять наконечник магнита 5 сфеческая форма вспомогательного магнирическим или конусным (фиг.4). топроводящего элемента 20, в то вре1 мя как при профильном контроле отСмену указанных магнитов 5 и пе45 крытых диамагнитных изделий - плосреход от наконечника к наконечнику ких, листовых и рулонных наиболее производят в соответствии с ростом оптимальной с точки зрения технолокрутизны изменения профиля стечки гического удобства и точности измереизделия 21 для обеспечения максимальний является уплощенная эллипсоидная ной разрешающей способности и опти50 мальных условий регистрации наиболее форма вспомогательного магнитопроводящего элемента 20, как это покаобъективной профилограммы стенки иззано на фиг. 3. делия 21 вдоль его контролируемого Б процессе проводимых измерений контура. под действием поля постоянного магнии з о б р е т е н и я та 5 толщиномера, устанавливаемого " Ф о р м у л а с одной стороны контролируемого из1.Толщиномер, содержащий стержневой делия 21, вспомогательный магнитополый корпус с крышкой на одном из проводящий элемент 20 ориентируется^ 8 375943 с конусообразными отверстиями магниего торцов, установленной с возмож1 ты закреплены соответственно в крпшностью перемещения относительно проке и в корпусе у его нерабочего тордольной оси корпуса, расположенные ца, двумя установленными по обе стовдоль этой оси полый ферромагнитный роны от измерителя перемещения экстержень, немагнитный шток и посторанирующими дисками с центральными янный магнит, установленный с возотверстиями и установленными в них можностью перемещения у рабочего тор антифрикционными направляющими втулца корпуса, о т л и ч а ю щ и й с я 10 ками, в которых размещен шток, а тем, что, с целью повышения производительности и расширения области ферромагнитный стержень размещен в > применения, он снабжен установленным отверстии обмоток измерителя перев центральной части корпуса измеримещения и жестко связан со штоком. телем перемещения, выполненным в 2, Толщиномер по п. 1, о т л ивиде трех соосно установленных обмо- ]5 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ток, охватывающих шток, средняя из повышения точности измерений толщикоторых предназначена для подключены изделий сложного профиля, постония к стабилизированному источнику пеянный магнит выполнен сменным с конременного тока, а крайние обмотки центратором на его рабочем торце. для подключения к измерителю напря20 3. Толщиномер по п. 1, о т л и же ния, двумя соосно размещенными ч а ю щ и й с я тем, что, с целью магнитными радиально-центрирующими измерения также толщины изделий из осевыми упорами, каждый из которых диамагнитных и парамагнитных материвыполнен в виде конического и цилиндалов, он снабжен вспомогательным магрического с конусообразным отверсти- 25 нитопроводящим элементом эллипсоидем магнитов, конические магниты заной или сферической формы, предназкреплены на одном конце штока, на наченным для установки в зоне измедругом конце которого закреплен порения с противоположной стороны стенстоянный магнит, а цилиндрические ки изделия. Фиг. 2 20 Фие.З Фиг. Редактор В. Бугренкова Заказ 768/40 Составитель И. Рекунова Техред Л.Олийнык Тираж 680 ВНИИІ7И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Корректор А. Зимокосов Подписное Производственно-полиграфичеекое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, \