Устройство для визуализации рельефа поверхности изделия
Устройство для визуализации рельефа поверхности изделия относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано, например, для контроля коррозионных повреждений изделий из электропроводящих материалов, покрытых слоем диэлектрика.
Техническим результатом осуществления изобретения является повышение производительности контроля.
Устройство включает генератор и два электрода, создающих переменное электрическое поле. Устройство для визуализации поверхности изделия из электропроводящего материала, покрытого слоем диэлектрика, содержит преобразователь, включающий защитный слой из диэлектрика, элемент из пленки электролюминофора и прозрачный электропроводящий слой. Генератор переменного напряжения подключен одной фазой к изделию из электропроводящего материала и второй фазой к прозрачному электропроводящему слою.
При этом прозрачный электропроводящий слой выполнен из окиси олова, слой пленки электролюминофора выполнен из сульфида цинка, активированного медью, защитный слой выполнен из полиэтиленовой пленки, толщиной 20-100 мкм. Генератор создает переменное напряжение 1-5 кВ, частотой 50 Гц-10 кГц.
1. Область техники.
Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано, например, для контроля коррозионных повреждений изделий из электропроводящих материалов, покрытых слоем диэлектрика.
2. Уровень техники.
Известно устройство визуализации для получения изображения контролируемого объекта (патент РФ №2145096, 1998, МПК G01T 1/205), включающее элемент визуализации, два электрода, создающих электрическое поле, элемент, создающий люминесцентный эффект.
Недостатком устройства является отсутствие возможности исследования рельефа поверхности.
Известно также, принятое заявителем за наиболее близкий аналог, устройство для исследования рельефа поверхности объекта (патент РФ №2092863, 1997, МПК G01R 27/26 включающее генератор и два электрода, создающих переменное электрическое поле.
Недостатком устройства является невозможность визуализации рельефа поверхности.
3. Раскрытие полезной модели.
3.1. Задача.
Технической задачей полезной модели является визуализация рельефа поверхности для осуществления контроля.
Задача решается за счет использования свечения в электрическом поле электролюминесцентного элемента, яркость свечения которого отображает рельеф поверхности.
Техническим результатом осуществления изобретения является повышение производительности контроля.
3.2. Отличительные признаки.
В отличие от известного устройства, устройство для визуализации поверхности изделия из электропроводящего материала, покрытого слоем диэлектрика, содержит преобразователь, включающий защитный слой из диэлектрика, элемент из пленки электролюминофора и прозрачный электропроводящий слой. Генератор переменного напряжения подключен одной фазой к изделию из электропроводящего материала и второй фазой к прозрачному электропроводящему слою.
При этом прозрачный электропроводящий слой выполнен из окиси олова, слой пленки эктролюминофора выполнен из сульфида цинка, активированного медью, защитный слой выполнен из полиэтиленовой пленки, толщиной 20-100 мкм. Генератор создает переменное напряжение 1-5 кВ, частотой 50 Гц-10 кГц.
3.3. Краткое описание чертежей.
На фиг.1 представлено устройство электролюминесцентного преобразователя и его взаимное расположение с объектом контроля.
На фиг.2 Распределение толщины диэлектрика d вдоль сечения по оси Х поверхности изделия.
На фиг.3 Распределение напряженности электрического поля Е вдоль оси Х поверхности изделия.
На фиг.4 Распределение яркости свечения L люминофора, отображающего рельеф электропроводящей поверхности вдоль оси Х поверхности изделия,
где поз.1 - прозрачное основание, поз.2 - прозрачный электропроводящий слой, например, из окиси олова; поз.3 - слой люминофора, например, из сульфида цинка, активированного медью; поз.4 - защитный слой из диэлектрика, например, из полиэтиленовой пленки; поз 5 - слой диэлектрика; поз.6 - объект контроля из электропроводящего материала, поз.7. - генератор переменного напряжения.
4. Осуществление полезной модели.
Преобразователь (фиг.1.) состоит из жесткого прозрачного основания 1, позволяющего наблюдать через него свечение электролюминофора, на которое последовательно нанесены:
- прозрачный электропроводящий слой 2, например, из окиси олова, являющийся верхним электродом;
- слой люминофора 3, способного светиться в переменном электрическом поле, например, из сульфида цинка, активированного медью;
- защитный слой из диэлектрика 4, обеспечивающий электрическую и механическую защиту слоя электролюминофора от повреждений, например, из полиэтиленовой пленки.
Слои 2 и 3 могут быть последовательно нанесены на жесткое прозрачное основание 1 методом шелкографии или трафаретной печати.
Слой 4 может быть выполнен в виде полиэтиленовой пленки с липким слоем.
Преобразователь располагается на объекте контроля 6 из электропроводящего материала, покрытого слоем диэлектрика 5.
Работает устройство следующим образом:
Устройство подносится со стороны слоя диэлектрика 5 к объекту контроля 6 и, по-возможности, плотно к нему прижимается.
Выходное напряжение высоковольтного генератора переменного напряжения подается между электропроводящим электродом преобразователя и проводящей основой объекта контроля.
В этом случае напряженность электрического поля, Е в пространстве между проводящим электродом преобразователя и проводящим основанием объекта контроля будет обратно пропорциональна величине зазора d между этими поверхностями. Т.е. напряженность поля Е1 соответствующая зазору d1 на фиг.1, будет больше напряженности Е2, соответствующей зазору d2.
Если выбрать направление сечения вдоль произвольно выбранной оси Х и распределение толщины диэлектрика d, будет иметь вид, изображенный на фиг.2., то соответствующее, ему распределение напряженности электрического поля Е, будет носить характер, изображенный на фиг.3.
Яркость свечения L электролюминофора под действием переменного электрического поля
L=K(Eo -E)
где:
L - яркость свечения,
Е o - пороговое значение напряженности электрического поля,
Е - напряженность действующего электрического поля,
К - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств люминофора и частоты электрического поля.
В этом случае распределение яркости свечения L вдоль оси Х будет носить характер, изображенный на фиг.4. При этом полное отсутствие свечения на некоторых участках, как например, на участке X1-Х 2, будет свидетельствовать о том, что действующее на этом участке электрическое поле Е не превосходит по своей величине пороговое значение Ео.
Свечение люминофора на участке X1-Х2 может быть достигнуто за счет увеличения напряжения между прозрачным электродом преобразователя и проводящей основой, при этом максимальная величина этого напряжения ограничивается суммарной диэлектрической прочностью слоя люминофора, защитного покрытия и слоя диэлектрика на объекте контроля на самом тонком его участке.
Характер распределения яркости свечения электролюминофора соответствует рельефу поверхности электропроводящего объекта контроля и может быть использован для его оценки.
1. Устройство для визуализации рельефа поверхности изделия, включающее генератор и два электрода, создающих переменное электрическое поле, отличающееся тем, что устройство для визуализации поверхности изделия из электропроводящего материала, покрытого слоем диэлектрика, содержит преобразователь, включающий защитный слой из диэлектрика, элемент из пленки электролюминофора и прозрачный электропроводящий слой, генератор переменного напряжения подключен одной фазой к изделию из электропроводящего материала и второй фазой к прозрачному электропроводящему слою.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачный электропроводящий слой выполнен из окиси олова, слой пленки эктролюминофора выполнен из сульфида цинка, активированного медью, защитный слой выполнен из полиэтиленовой пленки, толщиной 20-100 мкм, генератор создает переменное напряжение 1-5 кВ, частотой 50 Гц-10 кГц.
