УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к измерительным устройствам, преимущественно толщины, с использованием электрических средств и может быть использована в качестве портативного прибора для измерения толщины лакокрасочных покрытий, например, при экспертизе качества кузовных элементов наземных транспортных средств.
Из уровня техники известен вихретоковый толщиномер (SU 1087768 A1, МПК G01B 7/06, опубл. 23.04.1984), состоящий из автогенератора, двух вихретоковых преобразователей, имеющих возбуждающие и измерительные обмотки, подключенные к двум измерительным цепям, при этом одна из цепей создает опорный сигнал, а вторая является измерителем.
Недостатком известного устройства является низкая точность измерения толщины из-за того, что опорный и измерительный сигналы приходят не одновременно, а последовательно друг за другом, пройдя через селективный усилитель, амплитудный детектор и логарифмический усилитель.
Наиболее близким к заявленной полезной модели техническим решением и выбранным в качестве прототипа признан вихретоковый толщиномер (RU 2419763 C1, МПК G01B 7/06, G01N 27/90, опубл. 27.05.11), включающий в себя автогенератор, два вихретоковых преобразователя в виде двух цилиндрических катушек и устройство сравнения в виде дифференциального трансформатора. При этом выход автогенератора подсоединен к каскадно включенным ключам, управляемым парафазным сигналом от автогенератора, к ключам подсоединены две параллельно включенные идентичные катушки одинаковой индуктивности L, последовательно к каждой катушке включены идентичные конденсаторы такой емкости С, чтобы собственная частота индуктивно-емкостных цепей совпадала с частотой автогенератора, обе параллельные цепи LC подключены к дифференциальному трансформатору тока, а внутрь катушек вставлены, как сердечники, трубки из одинакового материала, одна из которых образцовая, имеет известную толщину стенки, а вторая является объектом измерения.
Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная со сложной конструкцией устройства. Кроме того, измерительный блок не содержит средств индикации толщины измеряемого объекта, что снижает функциональные возможности устройства.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства для измерения толщины лакокрасочных покрытий.
Указанная задача решена тем, что устройство для измерения толщины лакокрасочных покрытий содержит контактный датчик, выполненный в виде совмещенного электромагнитно-акустического приемопередатчика, выход которого подключен к измерительному входу блока управления, а звуковой выход последнего подключен к входу датчика. Приемопередатчик представляет собой катушку индуктивности, снабженную RC-фильтром, а блок управления дополнительно содержит блок ввода данных, модуль индикации и GSM-модуль.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупность конструктивных признаков устройства, является расширение его функциональных возможностей, к которым следует отнести следующие:
- возможность настройки параметров процесса измерения толщины лакокрасочных покрытий, посредством блока ввода данных;
- возможность отображения результатов измерений с помощью модуля индикации;
- возможность обеспечения обмена данными с удаленным от устройства персональным компьютером с помощью GSM-модуля.
Конструкция устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 электрическая принципиальная схема электромагнитно-акустического приемопередатчика; на фиг. 3 - графическое представление отфильтрованной последовательности измеренных сигналов при измерении лакокрасочного покрытия, нанесенного на стальную поверхность.
Устройство для измерения толщины лакокрасочных покрытий имеет следующую конструкцию.
Его основой является контактный датчик 1, выход которого подключен к измерительному входу 2 блока управления 3, а звуковой выход 4 последнего подключен к входу датчика 1. Блок управления 3 реализован на основе микропроцессорной системы, состоящей из микроконтроллера, содержащего микропроцессор 5, память программ и данных (на структурной схеме условно не показаны), универсальные двунаправленные порты ввода-вывода 6, 7, 8, аналого-цифровой преобразователь 9, энергонезависимую электрически перепрограммируемую память 10 и универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик 11. При этом измерительный вход 2 блока управления 3 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 9 микроконтроллера, первый порт ввода-вывода 6 подключен к цифроаналоговому преобразователю 12, выход последнего подключен к звуковому выходу 4, а ко второму и третьему портам ввода-вывода 7 и 8 подключены, соответственно, блок ввода данных 13 и модуль индикации 14. Универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик 11 может быть подключен к GSM-модулю 15 для обеспечения обмена данными с удаленным от устройства персональным компьютером.
В качестве микроконтроллера может использоваться любой известный восьми- или тридцати 'двух разрядный, например, AVR ATMega128L. Модуль индикации целесообразно выполнить на основе TFT-дисплея, а блок ввода данных - на основе кнопочной клавиатуры, содержащей, по крайней мере, шестнадцать клавиш.
Устройство для измерения толщины лакокрасочных покрытий используют следующим образом.
Первоначально, с помощью блока ввода данных 13, в энергонезависимую электрически перепрограммируемую память 10 блока управления 3 вводят частотные параметры сигналов, излучаемых совмещенным электромагнитно-акустическим приемопередатчиком. Далее с помощью управляющей программы, выполняемой микропроцессором 5, устройство калибруют на воздухе, излучая последовательность акустических сигналов, генерируемых с помощью цифроаналогового преобразователя 12, измеряя при этом параметры излучаемых сигналов с помощью аналого-цифрового преобразователя 9. Затем прислоняют контактный датчик 1 к окрашенной поверхности, толщину лакокрасочного покрытия которой требуется узнать, проводят прозвучивание поверхности, подавая соответствующую команду блоку управления 3 с помощью блока ввода данных 13 и по алгоритму, реализуемому управляющей программой, измеряют последовательность отраженных сигналов. К измеренной последовательности сигналов применяют цифровой фильтр и сглаживают ее степенным полиномом, затем выполняют поиск абсолютного минимума полинома, по которому судят о толщине лакокрасочного покрытия (поз. 16, фиг. 3). Результаты измерений выдаются пользователю на экран модуля индикации 14, они могут быть также сохранены в энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти 10 микроконтроллера или переданы на удаленный персональный компьютер с помощью универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика 11 и GSM-модуля 15 для их дальнейшей обработки.