×
09.05.2019
219.017.4e76

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002413180
Дата охранного документа
27.02.2011
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: повышение точности измерения толщины диэлектрического покрытия, нанесенного на диэлектрическую основу. Устройство содержит генератор электромагнитных колебаний 1, соединенный выходом с излучателем 2, первый приемник 3, первый детектор 4, второй приемник 5, соединенный со входом второго детектора 6, и вычислитель 7. Принцип действия устройства основан на преобразовании напряженностей электрических полей отраженных электромагнитных волн от двух границ разделов сред. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известно устройство, реализуемое емкостным датчиком толщины покрытия (см. М.Чеховский. Контроль толщины эмали на кузове. Радио, №7, 2004, стр.47), в котором о толщине покрытия эмали на кузове легкового автомобиля судят по измерению емкости двух последовательно включенных конденсаторов, соединенных с измерителем емкости.

Недостатками этого известного устройства являются контактность датчика с контролируемой поверхностью покрытия и погрешность измерения из-за температурных влияний на емкость конденсаторов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство, реализующее способ определения толщины диэлектрического покрытия (см. Патент РФ №2262658, опубликованный 20.10.2005, Бюл. №29). В основе работы способа, реализуемого указанным устройством, лежит зондирование диэлектрического покрытия электромагнитными волнами и измерение напряженности электрического поля отраженной волны от контролируемого покрытия. Здесь для этого используются излучатель и приемник, выполненные в виде зеркальных антенн, которые соответственно осуществляют облучение покрытия и прием отраженного от него сигнала. При известных значениях направленности и мощности излучателя, путем измерения продетектированного сигнала амплитудного детектора определяют толщину диэлектрического покрытия, нанесенного на диэлектрическую основу.

Недостатком этого изобретения следует считать неточность, связанную с изменением диэлектрической проницаемости диэлектрического покрытия.

Задачей заявленного технического решения является повышение точности измерения толщины.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для измерения толщины диэлектрического покрытия, нанесенного на диэлектрическую основу, содержащее генератор электромагнитных колебаний, соединенный выходом с излучателем, первый приемник, подключенный ко входу первого детектора, излучатель и первый приемник выполнены в виде зеркальных антенн и расположены в одной плоскости на одном расстоянии от контролируемого покрытия, введены второй детектор, вычислитель и второй приемник, выполненный в виде зеркальной антенны и расположенный вместе с излучателем и первым приемником в одной плоскости, на одном расстоянии от контролируемого покрытия, при этом второй приемник подключен ко входу второго детектора, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй вход вычислителя подключен к выходу первого детектора.

Существенными отличительными признаками указанной выше совокупности является наличие второго приемника, второго детектора и вычислителя.

В заявляемом техническом решении благодаря свойствам перечисленных признаков преобразование напряженности электрических полей отраженных от первой границы раздела сред «воздух - диэлектрическое покрытие» и второй границы раздела сред «диэлектрическое покрытие - диэлектрическая основа» волн дает возможность решить поставленную задачу: обеспечить повышение точности измерения толщины диэлектрического покрытия.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор электромагнитных колебаний 1, излучатель 2, первый приемник 3, первый детектор 4, второй приемник 5, второй детектор 6 и вычислитель 7. На чертеже поз. 8 и 9 обозначены соответственно диэлектрическое покрытие и диэлектрическая основа.

Устройство работает следующим образом. Электромагнитные волны излучателя 2, поступающие с выхода генератора электромагнитных колебаний 1, направляются в сторону диэлектрического покрытия 8, нанесенного на диэлектрическую основу 9. В этом случае согласно теории распространения электромагнитных волн может иметь место отражение волн от первой границы раздела сред «воздух - диэлектрическое покрытие», прохождение волн через диэлектрическое покрытие и отражение прошедших волн от второй границы раздела сред «диэлектрическое покрытие - диэлектрическая основа».

Для коэффициента отражения от первой границы раздела сред k12 можно записать:

где Епад1 - напряженность электрического поля падающей на первую границу раздела сред волны, Еотр1 - напряженность электрического поля отраженной от первой границы раздела сред волны.

В рассматриваемом случае при расположении диэлектрической основы с нанесенным на нее диэлектрическим покрытием в волновой зоне (см. стр.3, вышеприведенного патента) для Епад1 можно принимать:

,

где R - расстояние от излучателя до поверхности диэлектрической основы, P - мощность излучателя, G - направленность излучателя и δ - толщина диэлектрического покрытия.

В силу этого для Еотр1 получаем:

Формулу (2) с учетом того, что:

где ε2 - диэлектрическая проницаемость диэлектрического покрытия, можно переписать как:

Здесь принимается, что диэлектрическая проницаемость воздуха εв равна единице и диэлектрическое покрытие не имеет потерь, т.е. g2=0, где g2 - проводимость диэлектрического покрытия.

Из формулы (3) видно, что при постоянных значениях P, G и R для определения δ по величине Еотр1 необходимо иметь информацию о ε2, так как разные материалы, используемые для покрытия диэлектрической основы, могут иметь разные значения диэлектрической проницаемости.

Для этого в предложенном устройстве используется отражение от второй границы раздела сред с коэффициентом отражения K23, определяемым следующим выражением:

где Епад2 - напряженность электрического поля падающей на вторую границу раздела сред волны, Еотр2 - напряженность электрического поля отраженной волны от второй границы раздела сред.

Согласно вышеприведенным условиям (расположение диэлектрической основы и покрытия в волновой зоне) для данного случая напряженность электрического поля падающей на вторую границу раздела сред (поверхность диэлектрической основы) волны можно представить как:

Как следует из последней формулы, в этом случае влияние толщины покрытия δ на формирование Епад2 не учитывается. Это объясняется тем, что при отсутствии покрытия на диэлектрической основе имеет место только одно отражение от поверхности диэлектрической основы (граница раздела сред «воздух - диэлектрическая основа»), которое может существовать и при наличии покрытия, но от другой границы раздела сред («диэлектрической покрытие - диэлектрическая основа») и с другим коэффициентом отражения. Поэтому при формировании Епад2 на второй границе раздела сред (расстояние от излучателя до поверхности диэлектрической основы без учета δ) нет необходимости учитывать толщину покрытия. В силу такого допущения формулу (4) с учетом того, что:

где ε3 - диэлектрическая проницаемость диэлектрической основы, можно переписать как:

Здесь принимается, что ε32 и диэлектрическая основа не имеет потерь, т.д. g3=0, где g3 - проводимость диэлектрической основы.

Из последней формулы видно, что в случае постоянных значений P, G, R и ε3=const, т.е. при одном и то же материале диэлектрической основы, величина Еотр2 становится функцией ε2.

Пусть отраженная волна от первой границы раздела сред улавливается первым приемником 3, а отраженная волна от второй границы раздела сред - вторым приемником 5, которые далее поступают на входы первого 4 и второго 6 детекторов соответственно. В рассматриваемом случае из-за того, что значения напряженности Еотр1 одновременно изменяются от изменений ε2 и δ, а значения напряженности Еотр2 изменяются только от изменения ε2, их разделение по приему первым и вторым приемниками можно осуществить опытным путем.

Согласно предлагаемому техническому решению сигнал, полученный на выходе первого детектора, зависящий от изменений ε2 и δ, далее поступает на первый вход вычислителя 7. Одновременно на второй вход вычислителя поступает выходной сигнал второго детектора, зависящий от ε2. В результате этого преобразование в вычислителе сигналов, описывающихся формулами (3) и (5), дает возможность определить толщину покрытия δ с учетом изменения ε2, т.е. диэлектрической проницаемости диэлектрического покрытия.

Таким образом, в заявляемом техническом решении показано, что преобразованием напряженностей электрических полей отраженных волн от двух границ раздела сред можно обеспечить повышение точности измерения диэлектрического покрытия.

Устройство для измерения толщины диэлектрического покрытия, нанесенного на диэлектрическую основу, содержащее генератор электромагнитных колебаний, соединенный выходом с излучателем, первый приемник, подключенный ко входу первого детектора, излучатель и первый приемник выполнены в виде зеркальных антенн и расположены в одной плоскости на одном расстоянии от контролируемого покрытия, отличающееся тем, что в него введены второй детектор, вычислитель и второй приемник, выполненный в виде зеркальной антенны и расположенный вместе с излучателем и первым приемником в одной плоскости на одном расстоянии от контролируемого покрытия, причем второй приемник подключен ко входу второго детектора, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй вход вычислителя подключен к выходу первого детектора.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 49.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.02.2014
№216.012.a743

Устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения геометрического размера диэлектрической частицы, содержащее источник излучения, детектор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508534
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.05.2014
№216.012.c0ab

Устройство для определения поступательного перемещения

Изобретение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в устройство для определения поступательного перемещения, содержащее источник излучения и приемник, введены измеритель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515072
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.06.2014
№216.012.d8c9

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса измерения информативного параметра. Устройство для измерения давления содержит генератор электромагнитных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521275
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.09.2014
№216.012.f364

Устройство для измерения свойства диэлектрического материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения. Устройство для измерения свойства диэлектрического материала содержит генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528130
Дата охранного документа: 10.09.2014
+ добавить свой РИД