УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ

Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использована для обнаружения дефектов в виде замкнутых трещин на токопроводящем покрытии, расположенном на диэлектрическом материале, под слоем защитной эмали, например, у топливных баков летательных аппаратов.
Известен ряд аналогичных устройств для дефектоскопического контроля различных объектов емкостными методами, среди которых устройство измерения толщины покрытия, выполненное по патенту SU №1634988 A1, МПК G01B 7/06 от 15.03.1991, содержащий измерительный электрод, образующий вместе с контролируемой пленкой емкостной датчик.
Недостатком приведенного устройства является необходимость использования жидких металлов (например, ртути или амальгамы) для обеспечения надежного контакта измерительного устройства с контактирующим покрытием.
Известно устройство определения толщины асфальтобетонного покрытия (патент RU №2295701 C2, МПК G01B 7/06, опубликован 20.03.2007), заключающийся в измерении емкости между токопроводящим основанием асфальтобетонного покрытия и электродом, перемещающимся над покрытием, причем расстояние между электродом и покрытием определяется исходя из получаемых текущих значений емкости в соответствии с базой предварительно рассчитанных зависимостей информационного сигнала от расстояния между электродом и различными асфальтобетонными покрытиями.
Недостатком указанного устройства является использование для определения соответствия расстояния получаемой емкости базы, содержащей расчетные значения, а не полученные в результате калибровки для конкретного асфальтобетонного покрытия.
Прототипом заявляемой полезной модели является устройство контроля целостности токопроводящего покрытия на диэлектрическом материале (патент RU №2504730, МПК G01B 7/02 от 20.01.2014), содержащее плоский электрод, установленный с зазором над контролируемой токопроводящей поверхностью, электропривод соединен с регистратором положения, при этом плоский электрод возвратно-поступательно перемещается параллельно поверхности токопроводящего покрытия, а контролируемое изделие перемещается перпендикулярно относительно движения плоского электрода.
Недостатком прототипа является низкая точность, обусловленная отсутствием контроля расстояния между плоским электродом и токопроводящим покрытием и, как следствие, невозможностью точного позиционирования электрода над контролируемым покрытием.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем подвижный плоский электрод, образующий с контролируемым покрытием конденсатор, являющийся датчиком дефекта, выход которого подключен к входу устройства обработки, подвижный электрод размещен на платформе координатно-позиционного устройства, на которой размещен также датчик контроля расстояния между плоским электродом и контролируемым покрытием, выход которого подключен к входу устройства обработки, и устройство обозначения области расположения дефекта, вход которого подключен к выходу устройства обработки, к которому также подключен вход устройства управления платформой.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена конструкция емкостного датчика (конденсатора), образованного токопроводящим покрытием и подвижным плоским электродом, где 1 - устройство управления платформой КПУ, 2 - платформа КПУ, 3 - подвижный плоский электрод, 4 - устройство обработки, 5 - устройство обозначения области расположения дефекта, 6 - датчик контроля расстояния, 7 - слой защитного диэлектрического покрытия, 8 - слой контролируемого токопроводящего покрытия, 9 - участок контролируемого токопроводящего покрытия, образованный замкнутой трещиной, 10 - диэлектрический материал.
тек
тек
э
тек
Устройство работает следующим образом. Плоский электрод 3 перемещается платформой КПУ 2 вдоль токопроводящего покрытия 8 с постоянным зазором, контролируемым датчиком расстояния 6. Платформа КПУ 2 перемещается устройством управления 1 по сигналам, получаемым с устройства обработки 4. В устройство обработки 4 с электрода 3 поступает сигнал, пропорциональный текущему значение емкости конденсатора C., образованного плоским электродом 3 и токопроводящим покрытием 8, а также с датчика 6 сигнал, пропорциональный расстоянию между ними. Фиксируемые значения C. непрерывно сравниваются в устройстве обработки 4 с эталонным значением емкости C и вычисляется текущее значение разности ΔС.:
э
Значение эталонной емкости С. определяется в результате калибровки устройства. Предварительно эталонную емкость можно получить расчетным путем из выражения
где ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды или вещества, расположенных в промежутке между подвижным плоским электродом и контролируемым токопроводящим покрытием;
0
ε - абсолютная диэлектрическая проницаемость; S - площадь перекрытия поверхностей электродов; d - величина зазора между электродами.
Устройство обозначения области расположения дефекта 5 маркирует на слое защитного диэлектрического покрытия 7 дефектную область по сигналу устройства обработки 4, который появляется в случае, если выполняется неравенство
доп
тек
тек
где ΔC - максимально допустимое значение ΔС, выбираемое исходя из совокупности факторов, влияющих на точность измерения ΔС. и требуемой чувствительности устройства контроля целостности токопроводящего покрытия на диэлектрическом материале. Предложенное изобретение позволяет расширить функциональные возможности прототипа за счет применения датчика расстояния, КПУ и, как следствие, более точного позиционирования подвижного плоского электрода