專利名稱：磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚儀的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層厚度的檢測裝置，它可以檢測在鐵磁性基體上的非磁性材料薄膜和非鐵磁性金屬薄膜以及非金屬薄膜的厚度，并且可以做到非定點(diǎn)接觸連續(xù)移動測量。
鐵磁性基體上的非磁性鍍層或涂層的厚度，例如鋼鐵表面的鋅、鉻、油漆等鍍、涂層和金、銀、銅、橡膠、塑料等薄膜的厚度，一般在幾十微米到幾百微米之間，要用專門的涂層厚度測試儀來測量。目前所用的涂層厚度檢測儀表主要有磁阻式和電磁感應(yīng)式，這兩種儀表分別是利用傳感器線圈的靜磁效應(yīng)和渦流效應(yīng)，把涂層的厚度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量來進(jìn)行檢測。這兩種儀表的傳感器探頭與被測件之間均為接觸式。另有電容式測厚儀，要固定傳感器與基體之間的距離，使其無法連續(xù)移動測量；用聲波反向散射法測量涂層厚度，還處于實(shí)驗(yàn)階段；高壓電火花涂層厚度檢測設(shè)備可以連續(xù)移動測量，但它存在擊穿涂層的缺陷。因此，目前所用的涂層測厚儀表尚不能進(jìn)行連續(xù)移動非接觸無損檢測。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種新型結(jié)構(gòu)的非鐵磁性鍍、涂層厚度檢測裝置，來實(shí)現(xiàn)非接觸連續(xù)移動式測量，同時(shí)也可以進(jìn)行點(diǎn)接觸式測量。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的這種新型結(jié)構(gòu)的非磁性鍍涂層厚度檢測裝置，關(guān)鍵在于傳感器的改進(jìn)。這種傳感器采用磁電并聯(lián)式，包括一個(gè)用軟磁性材料做成的測量電極，非磁性金屬材料做成的屏蔽電極和不銹鋼外殼。在測量電極上密繞同軸電感測量線圈和一個(gè)補(bǔ)償線圈，電感測量線圈固定在測量電極下端，并與同軸可移動補(bǔ)償線圈串聯(lián)，調(diào)整好兩個(gè)線圈的間距，用彈簧頂住補(bǔ)償線圈。屏蔽電極是用非磁性金屬材料做成的圓筒，繞好線圈后的測量電極裝在屏蔽電極內(nèi)，測量電極和屏蔽電極之間的空間用絕緣襯墊或樹脂填充，測量電極和屏蔽電極用導(dǎo)線聯(lián)接。安裝好的屏蔽電極和測量電極，裝在一個(gè)不銹鋼外殼內(nèi)，屏蔽電極與外殼之間也用絕緣襯墊或樹脂充填，以保證可靠的絕緣性能和機(jī)械性能。
由于采用了以上結(jié)構(gòu)，測量電極與基體之間構(gòu)成一個(gè)電容傳感器，其輸出信號與傳感器到基體的距離d和涂層的厚度h有關(guān)，電感線圈與補(bǔ)償線圈構(gòu)成一個(gè)磁阻式傳感器，其輸出信號與傳感器到基體的距離d有關(guān)。兩路信號并聯(lián)輸出，經(jīng)過信號處理器處理后，消除d的影響。這樣電路輸出信號與涂層厚度h呈線性關(guān)系，與間距d的變化無關(guān)，從而可直接測量出涂層厚度h，實(shí)現(xiàn)了非接觸式連續(xù)移動測量。
附圖
就是這種磁電并聯(lián)式非磁性涂層測厚裝置的傳感器示意圖。
圖中，1－測量電極，2－屏蔽電極，3－外殼，4－電感線圈，5－補(bǔ)償線圈，6－絕緣襯墊或樹脂，7－涂層，8－基體。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述依據(jù)本實(shí)用新型所提出的磁電并聯(lián)式非磁性涂層測裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
測量電極(1)用軟磁性材料做成，其上密繞同軸電感線圈(4)和補(bǔ)償線圈(5)，線圈(4)固定在測量電極(1)下端，并與同軸可移動線圈(5)串聯(lián)，調(diào)整好線圈(4)與線圈(5)的間距，用彈簧頂住補(bǔ)償線圈。屏蔽電極是用非磁性金屬材料做的圓筒，繞有線圈的測量電極裝入屏蔽電極(2)內(nèi)，其間隙處用絕緣襯墊或樹脂(6)充填，測量電極(1)與屏蔽電極(2)用導(dǎo)線聯(lián)接。安裝好的兩個(gè)電極裝在一個(gè)不銹鋼外殼(3)內(nèi)，外殼(3)要求具有良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度。屏蔽電極(2)與外殼(3)之間也用絕緣襯墊或樹脂充填。
在實(shí)際測試時(shí)，電極與被測基體(8)表面可以接觸，也可以不接觸，假設(shè)它們之間的距離為d，此時(shí)，測量電極(1)與基體之間構(gòu)成一個(gè)電容傳感器，假設(shè)涂層厚度為h，則其輸出信號與電極到基體的距離d和涂層厚度h有關(guān)；電感線圈(4)和補(bǔ)償圈(5)構(gòu)成一個(gè)磁阻式傳感器，其輸出信號也與電極到基體(8)的距離d有關(guān)，兩路信號并聯(lián)輸出，經(jīng)過信號處理器處理后，消除d的影響，電路輸出信號與涂層厚度h呈線性關(guān)系，不受間距d變化的影響，從而可直接測量出涂層厚度h，因此，既可接觸式測量又可非接觸式測量，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)無損檢測。
本實(shí)用新型所提供的磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚裝置的電路利用測量電容電路和測量電感電路即可完成，不需要嚴(yán)格標(biāo)定電容電感的標(biāo)準(zhǔn)值，只要二者配備一致，能相互補(bǔ)償即可，因此加工容易。該裝置能進(jìn)行非接觸連續(xù)移動測量，便于對被測試件表面進(jìn)行大范圍自動化檢測，不劃傷被測表面，不磨損探頭。本裝置適用于所有涉及非磁性鍍、涂層厚度檢測的行業(yè)，例如，塑料薄膜或紙張厚度、輸油輸氣輸水管道內(nèi)防腐涂層厚度的檢測；適用于所有鐵磁性材料表面上非磁性鍍層或涂層厚度的檢測，如汽車噴漆厚度的檢測。
權(quán)利要求1.一種磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚儀的傳感器，由測量電極、屏蔽電極、線圈、外殼、絕緣材料等組成。其特征在于，測量電極(1)密繞電感線圈(4)和補(bǔ)償線圈(5)，電感線圈(4)固定在測量電極(1)上，兩個(gè)線圈串聯(lián)聯(lián)接，裝好線圈后的測量電極(1)，裝入屏蔽電極(2)中，測量電極(1)與屏蔽電極(2)用導(dǎo)線聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚儀的傳感器，其特征在于，測量電極(1)的材料用軟磁性材料做成，屏蔽電極(2)的材料是非磁性金屬材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚儀的傳感器，其特征在于測量電極(1)與屏蔽電極(2)之間用絕緣襯墊或樹脂(6)充填并固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚儀的傳感器，其特征在于所說的測量電極和屏蔽電極安裝在一個(gè)不銹鋼外殼(3)內(nèi)，間隙處充填有絕緣襯墊或樹脂(6)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種磁電并聯(lián)式非磁性鍍、涂層測厚裝置的傳感器，它是在一個(gè)用非磁性金屬材料做成的屏蔽電極內(nèi)安裝一個(gè)密繞同軸電感線圈和補(bǔ)償線圈的用軟磁性材料做的測量電極，兩個(gè)線圈串聯(lián)聯(lián)接，測量電極與屏蔽電極用導(dǎo)線聯(lián)接，整個(gè)電極裝在一個(gè)具有良好導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度的不銹鋼外殼內(nèi)，各層之間用絕緣材料或樹脂充填。它能進(jìn)行連續(xù)移動非接觸無損檢測。適用于所有涉及非磁性涂層厚度檢測的行業(yè)及檢測磁性材料表面的非鐵磁性鍍層或涂層厚度。如管道內(nèi)防腐涂層測厚、汽車噴漆測厚等。
文檔編號G01B7/02GK2160884SQ9323032
公開日1994年4月6日 申請日期1993年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月4日
發(fā)明者關(guān)繼騰, 劉彥民 申請人:石油大學(xué)(華東)