Устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов скрытых диэлектрическим покрытием электрическим полем
Изобретение относится к области дефектоскопии и может найти применение для неразрушающего контроля качества изделий из металлов, находящихся под диэлектрическим покрытием. Предлагаемое устройство содержит генератор токов высокой частоты, соединенный с разрядным конденсатором и диэлектрическую пластину. Новым в устройстве является то, что одна из обкла-док разрядного конденсатора выполнена в виде герметичной камеры из диэлектрического материала с каналом и узлом для откачки и напуска смеси разреженных инертных газов, последний снабжен с внешней стороны кольцевым контактом, соединенным с генератором токов высокой частоты, при этом диэлектрическая пластина, представляет собой дно камеры, выполнена черной, а о скрытых неоднородностях судят визуально по изображению на светящемся тонком слое смеси инертных ионизированных газов через прозрачную верхнюю сторону камеры. 1 илл.
Изобретение относится к области дефектоскопии и может найти применение для неразрушающего контроля качества изделий из металлов, находящихся под диэлектрическим покрытием.
Известно устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов электрическим полем, содержащее генератор высокой частоты, соединенный с разрядным конденсатором и диэлектрическую пластину (см. авт.свид. №1003005, МКЛ 3 G 03 В 41/00, G 03 G 17/00, опубл. 07.03.83 БИ №9).
Недостатком известного устройства является низкое качество визуализации из-за дискретности, размытости изображения, малой разрешающей способности и фонового свечения.
При создании изобретения ставилась задача повышения качества визуализации, за счет высокой контрастности и разрешающей способности изображения.
Для решения указанной задачи устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов электрическим полем, содержащее генератор токов высокой частоты, соединенный с разрядным конденсатором и диэлектрическую
пластину, согласно изобретению одна обкладка разрядного конденсатора выполнена в виде герметичной камеры из диэлектрического материала с каналом и узлом для откачки воздуха и напуска смеси разреженных инертных газов, последний снабжен с внешней стороны кольцевым контактом соединенным с генератором токов высокой частоты, при этом диэлектрическая пластина представляющая собой дно камеры, выполнена черной, а о скрытых неоднородностях объекта судят визуально по изображению на светящемся тонком слое ионизированного газа через прозрачную верхнюю сторону камеры.
Выполнение одной обкладки конденсатора в виде герметичной камеры из диэлектрического материала с каналом и узлом для откачки воздуха и напуска смеси разреженных инертных газов, снабженного с внешней стороны кольцевым контактом соединенным с генератором токов высокой частоты, выполнение диэлектрической пластины, представляющей собой дно камеры, черного цвета и определение визуально скрытых неоднородностей объекта по изображению на светящемся тонком слое ионизированного газа через прозрачную верхнюю сторону камеры, позволяет значительно повысить качество визуализации засчет высокой контрастности и разрешающей способности изображения.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
Устройство содержит генератор токов высокой частоты (на чертеже не показан), разрядный конденсатор, одна обкладка которого выполнена в виде герметичной камеры 1 из диэлектрического материала с каналом 2 и узлом 3 для
откачки воздуха и напуска смеси разреженных инертных газов, который снабжен с внешней стороны кольцевым контактом 4, соединенным с генератором токов высокой частоты (на чертеже не показан). Камера 1 состоит из прозрачной верхней стороны 5 и диэлектрической пластины, представляющей собой дно 6 камеры 1, которое выполнено черным. Герметичная камера 1 представляет собой одну обкладку разрядного конденсатора. В качестве второй обкладки конденсатора используют плоский объект 7 со скрытыми под диэлектрическим покрытием 8 поверхностными неоднородностями 9, которые определяют визуально по изображению на светящемся тонком слое 10 смеси инертных ионизированных газов через прозрачную верхнюю сторону 5 камеры 1.
Устройство работает следующим образом.
Камеру 1 устанавливают на заземленный плоский объект 7, скрытый диэлектрическим покрытием 8, и на кольцевой контакт 4 подают от генератора высокочастотный потенциал напряжением 8-10 кВ, который во внутренней полости узла 3 вызывает низкотемпературный безэлектродный контрагированный газовый разряд 11 (см. «Физический энциклопедический словарь», М., Сов. энцик., 1983 г., с.310), который начинается от катодной области, образуемый кольцевым контактом 4 и по каналу 2 камеры 1 простирается до анодной области на внутренней поверхности дна 6. Газовый разряд 11 имеет форму очень узкого светящегося токового шнура, который у анодной области заканчивается и формируется тонкий слой 10 светящегося ионизированного газа (анодное пятно).
Тонкий слой 10 светящегося ионизированного газа выступает в роли оптически регистрирующей обкладки конденсатора, ограниченного размерами дна 6 камеры 1. Неоднородности 9 плоского объекта 7 вызывают искажение электрического поля у его поверхности, что приводит к перераспределению заряда на диэлектрике дна 6 и диэлектрическом покрытии 8 и как следствие, к изменению напряженности электрического поля в местах неоднородностей объекта.
Темные участки на тонком слое 10 светящегося ионизированного газа соответствуют уменьшению напряженности электрического поля, яркие увеличению, а равномерно светящееся анодное пятно соответствует отсутствию неоднородностей, которые визуально наблюдают через прозрачную верхнюю сторону 5 камеры 1. Черное дно 6 служит фоном для увеличения контрастности изображения. Так как токовый шнур контрагированного разряда 11 описываемый Пинч-эффектом очень тонок и стабилизирован за счет полости в узле 3 и канала 2 в камере 1 и малым пробегом от катодной области до анодного пятна, то токовый светящий шнур 11 не влияет на качество визуализации.
Таким образом, получаемое на светящемся тонком слое (анодном пятне) изображение без искажений непосредственно отражает картину неоднородностей объекта и не требует дополнительной интерпретации. Кроме того, устройство настраивается один раз в процессе изготовления и не требует в дальнейшем дополнительных регулировок в процессе эксплуатации и имеет возможность регистрации изображения электронно-оптическими устройствами (видеокамеpa,
цифровой фотоаппарат и т.д.) для документирования или обработки в ЭВМ.
Предлагаемое устройство прошли лабораторные испытания, которые показали высокую разрешающую способность, контрастность визуализации получаемых изображений различных скрытых дефектов плоских объектов, простоту эксплуатации, быстроту и достоверность выявления дефектов.
Устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов скрытых диэлектрическим покрытием электрическим полем, содержащее генератор токов высокой частоты, соединенный с разрядным конденсатором и диэлектрическую пластину, отличающееся тем, что одна обкладка разрядного конденсатора выполнена в виде герметичной камеры из диэлектрического материала с каналом и узлом для откачки и напуска смеси разреженных инертных газов, последний снабжен с внешней стороны кольцевым контактом, соединенным с генератором токов высокой частоты, при этом диэлектрическая пластина, представляет собой дно камеры, выполнена черной, а о скрытых неоднородностях объекта судят визуально по изображению на светящемся тонком слое смеси инертных ионизированных газов через прозрачную верхнюю сторону камеры.
