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SCHICHTENSTÄRKEMESSEINRICHTUNG Die Erfindung ist eine Schichtenstärkemesseinrichtung
zum Messen der Stärke von, auf einer magnetisierbaren Unterlage befindlichen, nicht
magnetisierbaren Schichten.
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In der Praxis sind mehrere verschiedene zum Messen der Schichtenstärke
dienenden Einrichtungen bekannt. Solche eind z.B. die mit den berührungslosen Methoden
messenden Einrichtungen. Dieee Messen die Schichtenstärke, wie erwähnt
ohne
Berührung der Schichte. Eine solche Einrichtung ist z.B.
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die nach dem kapazitiven Prinzip messende Einrichtung, die hauptsächlich
zum berührungslosen Messen von Plattenbändern oder Platten dient. Bei diesem System
wird das Sensibilisiersystem als zwei in Reihe geschaltete Plankondensatoren aufgefast,
wo die eine Armatur des Kondensators durch das zu, messende Material selbst gebildet
wird. Soll die Stärke in.
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der ganzen Breite des Materialbandes gemessen werden, so sind mehrere
Me@skondensatoren d.h. Fühlerorgane parallelgeschal tet anzuor@nen. Diese einfachste
Lösung zeigt einen Durohschnittwert an und wenn die Stärke in der ganzen Herstellungsbreite
nahezu eine gleiche ist, ist der. angezeigte Wert ftir gewöhnlich auch ein befriedigender.
Im entgegengesetzten Fall kann es vorkommen, dass das Anzeigerinstrument der Einrichtung
die vorgeschriebene Stärke anzeigt, obzwar das Materialband zufolge von Ubermässigen
Abweichungen der Stärkemesse eigentlich ein Ausschuss ist. Ein sehr grosser Nachteil
dieser Einrichtungen liegt darin, dass die auf die Kondensatoren wirkenden Parameteränderungen
die angezeigten Werte in grossem Masse beeinflussen.
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Es sind auch nach dem Ultraschallprinzip messende Einrichtungen bekannt.
Diese sind sich auf das Reflexionprinzip beziehende oder auf die Bestimmung der
Resonanzfrequenz gegründete Einrichtungen. Bei den, nach dem Reflexionsprinzip arbeitenden
Einrichtungen wird das Material mit Ultraschall von bestimmter Frequenz bestrahlt.
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Der Ultraschall wird bereits zum Teil von der der strahlenquelle
zugekehrten Seite des zu messenden Materials und zum Teil, nachdem dasselbe durch
die zu messende Schichte hindurchgedrungen ist, von der entgegengesetzten Seite
desselben reflektiert. Die erhaltenen Zeichen gelangen, entsprechend geformt, in
eine. an mehreren Kanälen arbeitende Kathodenstrahlenröhre. In Kenntnis der Fortpflanzungsgeschwin
digkeit des Ultraschalles und der Entfernung des Senders von der Oberfläche des
zu messenden Materiales wird auch die Stärke, desselben eindeutig bekannt.
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Bei den auf Grund der Bestimmung der Resonanzfrequenz messenden Einrichtungen
wird das zu messende Material
mit Ultraschall bestrahlt. Durch fortlaufende
Aenderung der Frequenz ist Jene Frequenz ermittelbar, bei welcher die von der oberen
Oberfläche der Materialschicht, bezw. die durch das, Material hindurchgehende und
von der unteren Oberfläche der Materialschicht reflektierte Strahlung in gleicher
Phase in den Detektor gelangt. In Kenntnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des
Ultraschalles, bezw. der Resonanzgeschwin digkeit, kann die Schicht stärke des zu
messenden Materiales festgestellt werden.
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Bei mit der Kontaktmethode messenden Einrichtungen, sind die einfachsten
die mechanischen Messeinrichtungen, z.B.
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die Mikrometer und die Messuhren.
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Es sind auch mit permanenten Magneten messende Einrichtungen bekannt
Die grösste Verbreitung haben die Induktionsstärkemesseinrichtungen gefunden, Diese
besitzen einen Messkopf, in dem zwei selbstständige Elektromagnete vorgesehen sind.
Die Elektromagnete erhalten ihre Erregung von einem in Wien-Brückenschaltung liegenden,
in einem eUektronischen Verstärker vorgesehenen Schallfrequenzgenerator. Im Kreis
des oberen Elektromagnets kann Schliessende Jooh mit einer Mikrometerschraube auf
den im Kreis des unteren Elektromagnets auftretenden Nennwert eingestellt werden.,
Die beiden Wicklungen bilden Je einen Zweig einer Wheatstonebrücke. Die Ausgangsspannung
der Brücke, das Fehlerzeichen, wird über einen elektronischen Verstärker verstärkt
und zu einem Messinstrument mit Null MittelsteLlung oder zu einem Registrierinstrument
geleitet.
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Der Nachteil der bekannten Einrichtungen liegt in den überaus hohen
Investierungskosten, in den engen Messgren zen, weitern in den unverlässlichen Messungen
und in dem leichten Schadhaftwerden der Einrichtungen.
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Der Zweck der Erfindung liegt in der Behebung der angeführten Nachteile
und in der Ausbildung einer einfachen billigen Herstellung einer vom Netsstrom betätigten
Einrichtung, welche einen vom Handdruck unabhängig gemaohten Sensibilisierkopf besitzt,
bei dem der, Vergleich zwischen einem gebildeten Zeichen mit einem. von der Schichtenstärke
abhängigen Zeichen, mittels eines gewöhnlichen Grundinstrument@ mit unmittelbaror
Ablesung der Schichtenstärke, durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung ist demnach eine Schichtenstärkemesseinrichtung zum
Messen der Stärke v er an einer magnetisierbaren Unterlage liegenden nicht magnetisierbaren
Schichten, welche mit in einem Erregerstromkreis geschalteten Erregerwicklung und
zu einem Sensibilißierstromkreis geschalteten Sensibilisierwicklung versehenen Messkopf
sowie mit, den im Erregerstromkreis fliessenden Strom mit dem, im Sensibilisier-Stromkreis
fliessenden Strom vergleichenden Messinstrument versehene Messbrücke besitzt.
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Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass im Messkbpf ein, sich in
der Richtung der Längsachse der Brregerwioklung und der Sensibilisierwicklung, entgegen
einer Federkraft' verstellender Eisenkern vorgesehen ißt, dass weiters die Erregerwicklung
zu der Sekundär wicklung eines, an einem, Wechselstromnetz liegenden Transformators
über einen Stabilisator reiters Uber die Primärseite eines Referenztransformators
geschaltet ist, während die Sekundärwicklung des Referenztransformators und die
Sensibilisierwicklung je separat über einen Gleichrichterstromkreis in den Stromkreis
der, mit einem vergleichenden Messinstrument versehenen Messbrücke geschaltet sindo
Die erfindungsgem@sse Einrichtung wird im Laufe des Messen@ durch die Sekundärwicklung
eines, an eine Wechselstromnetz angeschlossenen Transformators gespeist. Nach dem
Stabilisieren des Spei@@strome@ erregt die Stromquelle Uber einen Referenztransfromator
die mit der Sensibilisierwioklung einen gemeinsamen Eisenkern besitzende Erregerwicklung,
Im Laufe der Erregung wird der in der Sensibilisierwicklung entstehende induzierte
Strom, sowie der in der Sekundärwicklung des Referenztransformators induzierte Strom
über einen Gleichrichter geleitet, an einer Instrumenten-Messbrücke verglichen,
nie Skale des Instruments ist unmittelbar auf. Schichtenstärken geteilt so dass
der Wert der Schichtenstärke unmittelbar abgelesen werden kann.
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Bei der erfindungsgem@ssen Ltlsung entfällt der bei den bisher bekannten
Einrichtungen verwendete kostspielige' Generator; es bedeutet weiters einen besonderen
Vorteil, das die erfindungsgemässe Einrichtung sehr billig herstellbar ist,
wobei
gleichzeitig die Messgenauigkeit, mit derjenigen der viel teureren und komplizierteren
Messeinrichtungen der Gleiche ist.
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Erfindungsgemäss wird die Stabilisierung des Speisestromes mit einem
Eisen-Hydrogen-Stromstabilisator gelöst, wodurch sich die Einrichtung billiger und
einfacher gestaltet.
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Die Erfindung wird ausftthrlicher an einem Ausführungsbeispiel auf
Grund einer Zeichnung dargelegt, wo die Abbildung die prinzipielle Schaltung der
erfindungsgemässen Einrichtung darstellt.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gemäss der Abbildung an der
Primärseite seines Transformators 4 über den Anschluss l, den Schalter 2 und der
zwischengeschalteten Sicherung 3 an das Wechselstromnetz gelegt. Die die kleine
Spannung liefernde Wicklung des Transformators 4 bildet Ueber den Eisen-Hydrogen-Stromstabilisator
5, über die, den eingeschalteten Zustand anzeigende Lampe 6 und den, die Belastung
einstellenden Regelwiderstand 7, weiters über die Primärwioklung des Referenztransformators
8, die Erregerwicklung 9 des Sensibilisierkopfes einen Stromkreis. Im Sensibilisierkopf
ist die Erregerwicklung 9 auf den Eisenkern 11 gewickelt, Der letztere ist mit einer
Tastkugel 12 versehen. Am Eisenkern 11 ist neben der Erregerwicklung 9 auch die
Sensibilisierwicklung 10 angeordnet. Der Sensibilisierkopf ist in ein, denselben
gegen mechanische Beschädigung schützendes Kunststoffgehäuse 15 eingefasst. Im Sensibilisierungskopf
ist der Eisenkern 11 mit der Erregerwicklung 9 bezw. der Sensibilisierwicklung 10
gemeinsam, entgegen einer Federkraft verstellbar. Diese Feder bietet eine Sicherung
dafür, dass die Tastkugel 12 dea Eisenkernes 11 des Sensibilisierkopfes, unabhängig
von der das Messen auführenden Person, mit stets gleicher Kraft an die zu messende
Schioht, bei dem dargestellten Beispiel auf die, auf die ferromagnetische Platte;
aufgebrachte, aus nichtmagnetischem Material bestehende Schichte 13 gedrückt wird.
Die Sensibilisierwicklung des Empfindungskopfes 10 ist zu einem Gleichrichterorgan,
im Ausführungsbeispiel zu einer Diode 17 geschaltet. Ebenso ist auch die Sekund@rwioklung
16 des Referenztransformators 8 zu einem,
aus einer Diode 18 gebildeten
Gleichrichterorgan gebunden.
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Die durch die Dioden 17, bezw. 18 gleichgerichteten StrUme werden
mittels einer, mit einem Mikrometer 19, Trimmerpotentiometer 20 und einem Messpotentiometer
21 versehene Messbrücke bekannter Schaltung; miteinander verglichen.
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Das Messen erfolgt derart, das der Schalter 2 eingeschaltet und die
Erregerwicklung 9 mit stabilisiertem Niederspannungs-Wechselstrom gespeist wird,
der in der Sensibilisierwicklung 10 einen Strom induziert. Die Stärke des induzierten
Stromes ist von den Eigenschaften der ferromagnetischen Trägerschicht 14 abhängig.
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Bei Beginn des Messens wird das Gehäuse 15 des Messkopfes auf die
ferromagnetische Trägerschichte 14 aufgesetzt, Auf die Wirkung der Feder legt aich
die Tastkugel 12 des Eisenkernes 11 an die ferromagnetische Trägerschichte 14.
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Der Messpotentiometer 21 wird so lange gedreht, bis sich der Mikroampermeter
19 in seine Nullage einstellt, Dann wird der Messkopf auf die, an die magnetisierbare
Trägerschichte auf;-getragene, zu messende Schichte gelegt. Da zufolge der Schiohtenstärke
des ferromagnetischen Materiales, das ferromagnetische Material weiter entfernt
liegt, wird zufolge den geänderten Induktionsverhältnisssen der Mikroam@ermeter
eine Ablenkung zeigen. Die Ablenkung ist der Stärke der auf die !Prägerschicht 14
aufgebrachten Schichte proportional. Die Skala des Mikroampermeters 19 ist enteprathend
der Schichtenstärke kalibriert, so das aus der Ablenkung des Instruments die gemessene
Stärke der Schichte unmittelbar ablesbar ist.