SU783669A1 - Method of nondestructive monitoring of dielectric materials - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля материалов и* может быть использовано преимущественно в машиностроении. Кроме того, возможно применение такого способа в 5 других областях промышленности, например строительной, где используются неметаллические материалы.The invention relates to methods for non-destructive testing of materials and * can be used mainly in mechanical engineering. In addition, it is possible to use this method in 5 other industries, for example, construction, where non-metallic materials are used.

Известен электроемкостный способ контроля с односторонним доступом к контролируемой поверхности, заключающийся в наложении электрического поля конденсатора на исследуеьмй объект и определении физико-химических характеристик материала объекта по за- 15 меренным параметрам конденсатора £1J, Однако этот способ обладает существенным недостатком - малой чувствительностью, так как полезный сигнал по величине одного порядка. 20There is a known electric-capacitive control method with one-sided access to the surface to be monitored, which consists in superimposing the electric field of the capacitor on the test object and determining the physicochemical characteristics of the material of the object from the measured capacitor parameters £ 1J. However, this method has a significant drawback - low sensitivity, since useful signal of the same order of magnitude. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения физико-химических характеристик вещества, заключающийся в определении характеристик материа- 25 ла по параметрам конденсатора, между пластинами которого размещают исследуемый материал ^2] .The closest in technical essence to the proposed one is a method for determining the physicochemical characteristics of a substance, which consists in determining the characteristics of a material by the parameters of a capacitor, between the plates of which the test material is placed ^ 2].

Известный способ не лишен вышепеечисленных недостатков, к которым 30 следует еще отнести и сложность обработки полезного сигнала, так как требуются дополнительные операции, а именно замер емкости до достижения заданной частоты настройки контура; определение поправки на влияние приведенного сопротивления потерь; введение этих поправок в результат измерения и т.д.The known method is not without the above-mentioned disadvantages, to which 30 should also be attributed the complexity of processing a useful signal, since additional operations are required, namely, measuring the capacitance until a predetermined frequency of loop tuning is reached; determination of the correction for the effect of the reduced loss resistance; introducing these corrections into the measurement result, etc.

Целью- изобретения является повышение чувствительности емкостного способа контроля, расширения пределов применения его, повышение производительности контроля.The aim of the invention is to increase the sensitivity of the capacitive control method, expand the limits of its application, increase the performance of the control.

Цель достигается тем, что в известном способе емкостного контроля, заключающемся в определении характеристик материала по замеренным параметрам конденсатора, предварительно к поверхности одного из электродов прижимают пьезоэлектрический преобразователь, с электродов которого снимают полезный сигнал и устанавливают необходимый зазор между исследуемым объектом и пьезоэлектрическим преобразователем.The goal is achieved by the fact that in the known method of capacitive control, which consists in determining the characteristics of the material from the measured parameters of the capacitor, a piezoelectric transducer is preliminarily pressed onto the surface of one of the electrodes, the useful signal is removed from the electrodes of the electrodes and the necessary gap is established between the object under study and the piezoelectric transducer.

На чертеже представлена схема предлагаемого способа контроля.The drawing shows a diagram of the proposed control method.

На схеме изображены пластины 1 конденсатора, исследуемый объект 2, гене ратор 3, пьезоэлектрический преобразователь 4, усилитель 5, показывающий прибор 6.The diagram shows the capacitor plates 1, the studied object 2, the generator 3, the piezoelectric transducer 4, the amplifier 5, showing the device 6.

Пластины 1 конденсатора электрически связаны с генератором 3, который создает импульсное поле в зазоре между пластинами. Перед контролем одной · из пластин 1 конденсатора(например ; электрически связанного с землей) прижимают пьезоэлектрический преобразователь 4 и устанавливают определенный . зазор между исследуемым объектом 2 и ‘ пьезоэлектрическим преобразователем 4. Под воздействием импульсного поля пьезоэлектрический преобразователь 4 возбуждается, на его электродах создается ЭДС, которую измеряют показываю- 1 щим прибором 6 через усилитель 5.При изменении физико-химической характеристики исследуемого объекта, например понижении локальной плотности, наличии воздушной прослойки и т.д., 2 импульсное поле в зазоре между пластиками конденсатора перераспределяется, в результате чего на пьезоэлектрический преобразователь будет воздействовать другая по величине напряженность,» возбуждение его изменится и показываю щий прибор зафиксирует другое значение ЭДС.The capacitor plates 1 are electrically connected to a generator 3, which creates a pulsed field in the gap between the plates. Before monitoring one of the plates 1 of the capacitor (for example; electrically connected to the ground), the piezoelectric transducer 4 is pressed and a certain one is set. the gap between the test object 2 and the 'piezoelectric transducer 4. Under the influence of a pulsed field, the piezoelectric transducer 4 is excited, an emf is created on its electrodes, which is measured by indicating device 6 through amplifier 5. When changing the physicochemical characteristics of the studied object, for example, lowering the local density, air gap, etc., 2 the pulse field in the gap between the plastics of the capacitor is redistributed, as a result of which the piezoelectric transducer will a different magnitude of tension will act, ”its excitation will change and the indicating device will record a different EMF value.

Claims (2)

Изобретение относитс  к способам неразрушающего контрол  материалов и может быть использовано преимущественно в машиностроении. Кроме того, возможно применение такого способа в других област х промьвхшенности, например строительной, где используютс  неметаллические материалы. Известен злектроемкостный способ контрол  с односторонним доступом к контролируемой поверхности, заключаю щийс  в наложении электрического пол  конденсатора на исследуелмй объек и определении физико-химических характеристик материала объекта по замеренньлм параметрам конденсатора lj Однако этот способ обладает существенным недостатком - мо.лой чувствительностью , так как полезный сигнал по величине одного пор дка. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ определени  физико-химических характеристик вещества, заключающийс в определении характеристик материала по параметрам конденсатора, между пластинами которого размещают исследуемый материал 2 . Известный способ не лишен вышепеечисленных недостатков, к которым следует еще отнести и сложность обработки полезного сигнала, так как требуютс  дополнительные операции, а именно замер емкости до достижени  заданной частоты настройки контура; определение поправки на вли ние приведенного сопротивлени  потерь; введение этих поправок в результат измерени  и т.д. Целью- изобретени   вл етс  повышение чувствительности емкостного способа контрол , расширени  пределов применени  его, повышение производительности контрол . Цель достигаетс  тем, что в известном способе емкостного контрол , заключающемс  в определении характеристик материала по замеренным параметрам конденсатора, предварительно к поверхности одного из электродов прижимают пьезоэлектрический преобразователь , с электродов которого снимают полезный сигнал и устанавливают необходимый зазор между исследуемым объектом и пьезоэлектрическим преобразователем . На чертеже представлена схема предлагаемого способа контрол . На схеме изображены пластины 1 конденсатора , исследуемый объект 2, генератОр 3, пьезоэлектрический преобразователь 4, усилитель 5, показывающий прибор 6. Пластины 1 конденсатора электричес ки св заны с генератором 3, который создает импульсное поле в зазоре между пластинами. Перед контролем одной из пластин 1 конденсатора(например j электрически св занного с землей) при жимают пьезоэлектрический преобразова тель 4 и устанавливают определенный зазор между исследуемым объектом 2 и пьезоэлектрическим преобразователем 4 Пой воздействием импульсного пол  пьезоэлектрический преобразователь 4 возбуждаетс , на его электродах созда ете  ЭДС, которую измер ют показывающим прибором 6 через усилитель 5,При изменении физико-химической характеристики исследуемого объекта, например понижении локальной плотности, наличии воздушной прослойки и т.д., импульсное поле в зазоре между пластинами конденсатора перераспредел етс в результате чего на пьезоэлектрический преобразователь будет воздействовать друга  по величине напр женность возбуждение его изменитс  и показываю щий прибор зафиксирует другое значение ЭДС. Формула изобретени  Способ неразрушакчдего контрол  диэлектрических материалов, заключаквдийс  в определении характеристик ма,териала по параметрам конденсатора, между пластинами которого размещают исследуемый объект,отличающ и. и с   тем, что, с целью повышени  чувствительности, и повышени  производительности контрол , предварительно к поверхности одной из пластин конденсатора прижимают пьезоэлектрический преобразователь, при этом выдерживают необходимый зазор с объектом исследовани  и измер ют сигнал, снимаемый с пьезоэлектрического преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе . 1.Митис И.Г. Электроемкостные преобразователи дл  неразрушающего контрол . Рига, Знание, 1977, с.39-41. The invention relates to methods for non-destructive testing of materials and can be used primarily in mechanical engineering. In addition, it is possible to use this method in other areas of industry, such as construction, where non-metallic materials are used. The electrocapacitance control method with one-sided access to the controlled surface is known, which consists in applying the electric field of the capacitor to the object and determining the physicochemical characteristics of the material of the object according to the measured parameters of the capacitor. However, this method has a significant drawback — its sensitivity - because the useful signal one order of magnitude. The closest in technical essence to the present invention is a method for determining the physicochemical characteristics of a substance, which consists in determining the characteristics of a material by the parameters of a capacitor, between the plates of which the test material is placed 2. The known method is not devoid of the aforementioned drawbacks, to which the complexity of processing the useful signal should also be attributed, since additional operations are required, namely, measuring the capacitance until a predetermined loop tuning frequency is reached; determining a correction for the effect of reduced loss resistance; the introduction of these amendments to the measurement result, etc. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the capacitive method of control, expanding the range of its application, improving the performance of the control. The goal is achieved by the fact that in the known method of capacitive control, which consists in determining the characteristics of a material by the measured parameters of a capacitor, a piezoelectric transducer is pressed to the surface of one of the electrodes, from which electrodes the useful signal is removed and the necessary gap between the object under study and the piezoelectric transducer is set. The drawing shows the scheme of the proposed control method. The diagram shows capacitor plates 1, object 2, generator 3, piezoelectric transducer 4, amplifier 5, indicating device 6. Condenser plates 1 are electrically connected to generator 3, which creates a pulsed field in the gap between the plates. Before controlling one of the plates 1 of the capacitor (for example j electrically connected to the ground), the piezoelectric transducer 4 is pressed and a certain gap is established between the object under study 2 and the piezoelectric transducer 4 Starting by the action of a pulsed field, the piezoelectric transducer 4 is excited and emits EMF which is measured by the indicating device 6 through the amplifier 5. When the physicochemical characteristic of the object under study is changed, for example, a decrease in the local density, PIR air gap, etc., a pulsed field in the gap between the plates of a capacitor is redistributed resulting in a piezoelectric transformer will affect another in magnitude the strength of its excitation izmenits conductive device and show another lock EMF. Claims The method of nondestructive control of dielectric materials, concludes with the determination of the characteristics of the material according to the parameters of a capacitor, between the plates of which the object under study is placed, distinguishing and. and so that, in order to increase the sensitivity and increase the control performance, a piezoelectric transducer is pressed against the surface of one of the capacitor plates, while maintaining the necessary clearance with the object of study and measuring the signal removed from the piezoelectric transducer. Sources of information taken into account in the examination. 1. Mitis I.G. Electrical capacitive transducers for non-destructive testing. Riga, Knowledge, 1977, pp. 39-41. 2.Авторское свидетельство СССР № 339852, кл. G 01 N 27/02, 1970 (прототип).2. USSR author's certificate number 339852, cl. G 01 N 27/02, 1970 (prototype).