Техника - молодёжи 1960-05, страница 22

С1РДСЧШ С КАТУШКОЙ

КОНЦЕНТРАТОР¹

ШДИ6А

КОГДА заходит речь о радиоволнах, об электромагнитных колебаниях, мы обычно связываем их с радиовещанием или телевидением. Другая обширная область их применения — радиолокация — основана на способности очень коротких радиоволн отражаться даже от значительно удаленных предметов. При возвращении отраженной волны назад на приборе точно указывается расстояние до интересующего нас предмета.

Мы расскажем о той совершенно новой области применения электромагнитных колебаний высокой частоты. где они выступают тоже в роли измерителей, но не огромных расстояний. как в радиолокации, а микроскопических размеров, величина которых составляет тысячные доли миллиметра. С их помощью сейчас измеряют тончайшие слои металлов и диэлектриков, выявляют микроскопические трещины на поверхности металлов и даже определяют состав сплавов. Это своеобразная микро-радиолокация. но здесь электромагнитная энергия посылается не импульсами. как при обычной радиолокации. а идет непрерывно. Радиоволны как бы незримо ощупывают каждый квадратный миллиметр исследуемой поверхности. Ничто не прикасается к ней, а результат получается немедленно н с необычайно высокой точностью.

ЧТО ТАКОЕ ВЧЭМ?

В Институте машиноведения Латвийской Академии наук, в лаборатории автоматизации производственных процессов, работает молодой физик Юрий Григулис. Ему 28 лет. Совсем недавно — в 1954 году — он окончил физико-математическое отделение Латвийского государственного университета, а сейчас в Институте машиноведения он руководит разработкой темы «Высокочастотный электромагнитный метод контроля Вместе с ним работают молодые ученые Виктор Фастрицкий, Имант Ма-тис и Карл Озолс. Юрий Григулис создал прибор, который получил на-

ИЗМ ЕРЯ ЮТ

Л Е Т А Л b

(В ЛАБОРАТОРИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ РИГИ)

звание ВЧЭМ — высокочастотный электромагнитный прибор. Теперь Григулис со своей группой разрабатывает его варианты для различных измерительных целей.

Что это за прибор и как он работает?

Действие прибора основано на использовании некоторых особенностей электромагнитного потока высокой частоты. От того, как электромагнитный поток распространяется в различных материалах, как он проникает в них. как отражается от их границ, и зависят результаты наблюдений.

Рассмотрим более подробно устройство прибора.

Из лампового генератора электрический ток. имеющий частоту от нескольких десятков тысяч до десятков миллионов колебаний в секунду, по-

18

Ф. РАБИЗА. инженер

ступает в так называемый излучатель. Излучатель и является тем измерительным органом — датчиком, который с расстояния, не дотрагиваясь до исследуемого материала, открывает некоторые его тайны.

Он очень маленький, этот излучатель, — меньше детского наперстка — и устроен чрезвычайно просто. В коническом ферритовом кожухе, прикрытом с одного конца шайбой из того же материала, находится сердечник с намотанной на него маленькой катушкой. Нижняя, суженная часть кожуха открыта. Ее назначение — концентрировать электромагнитную энергию. Поэтому кожух еще называют концентратором. Созданный в катушке излучателя электромагнитный поток выходит из сердечника и, пронизав воздушный промежуток, попадает в стенки концентратора, а затем возвращается в сердечник катушки.

В отличие от электромагнитного потока, излучаемого радиоантеннами, здесь электромагнитный поток сильно концентрирован, он от излучателя не отрывается и возвращается в него обратно.

Если на пути проходящего через воздушный промежуток электромаг-

В заголовке: слева — схематический разрез излучателя (датчика), справа — схема измерения слоя диэлектрика, ниже — различные типы датчиков и сравнение размеров одного из них с пером.

нитного потока поместить испытываемую пластинку из металла или диэлектрика, то этот поток, проникнув в нее. вернется затем в стенки концентратора несколько ослабленным. И всегда, куда бы он ни направлялся, проникая на некоторую глубину внутрь испытываемого материала, он ослабляется.

На его ослабление влияют и «силы инер-препятствующие намагничи-зависящие от магнитной

ции», ванию,

проницаемости металла, и электрическая проводимость металла, которая определяет величину возникающих в металле токов Фуко. В диэлектриках же энергия потока тратится на возникновение в них тока смещения.

Под влиянием всех этих причин электромагнитный поток возвра щается в концентратор ослабленным. А из физики известно, что всякое ослабление магнитного поля вызывает усиление электрического тока в катушке, его породившей.

Теперь остается измерить ток. Сделать это очень просто. Ток можно усилить, а затем измерить чувствительным миллиамперметром или микроамперметром. Эти приборы могут быть проградуированы так, чтобы удобно было сразу определять измеряемую величину.

Например, на шкале могут быть нанесены миллиметры или микроны, обозначающие толщину слоя металла. Шкалу можно также проградуи-ровать обозначениями марок стали, характеристиками сплавов и многими другими параметрами.

Глубина проникновения потока в металл зависит от частоты электромагнитных колебаний. Чем выше частота. тем на меньшую глубину проникает электромагнитный поток. Это учитывается при различных приме нениях прибора.

ВЧЭМ — ПРОМЫШЛЕННОСТИ

При шлифовании многих деталей большую роль играет точность обработки. Необходимо, чтобы заданные размеры были строго соблюдены.

Переносный полупроводниковый прибор для измерения слоев на магнитной основе (ППМ4). Этот же прибор служит для измерения толщины слоя при гальванических процессах.