Meflkopf für Schichtemnesser.
Es sind schon Schichtenmesser vorgeschlagen worden, vermittels welcher man Überzüge, Folien, Bänder und dergleichen ohne Beschädigung messen kann. Diese Instrumente beruhen auf einem induktiven Verfahren, und so eignen sie sich zur Bestimmung der Dicke von Schichten aus unmagnetischen Stoffen, die sich auf einer ferromagnetischen Unterlage befinden. Bei diesen Geräten ist gewöhnlich ein Messkopf vorhanden, der eine mit Wechselstrom durchflossene Spule enthält, deren Induktivität durch Nähern an ein Eisenstück geändert werden kann. Die Grösse des Scheinwiderstandes der Spule hängt vom Abstand ab zwischen Spule und Eisenstück.
Dieser Abstand kann also auch für das Mass des Scheinwiderstandes herangezogen werden.
Die bis jetzt bekannten Messköpfe weisen ein U-förmiges Eisen auf, dessen zwei freie Schenkelenden auf die Eisenunterlage gesetzt werden, um den erwünschten Schluss zu bewerkstelligen. Der Streuung wegen müssen diese Schenkelenden in einer gewissen Entfernung voneinander stehen, und so war es nicht möglich, den Tastvorgang überall dort zu bewerkstelligen, wo man ihn gerne vorgenommen hätte. Es war insbesondere nicht möglich, in den Ecken zu messen, und gerade dort ist es vielfach von grosser Wichtigkeit, die Dicke einer elektrolytisch oder nach dem Spritzverfahren aufgetragenen Schicht zu bestimmen, weil erfahrungsgemäss solche Ecken und Winkel ganz besonders gefährdet sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Messkopf für Schichtenmesser, welcher gestattet, auch auf gekrümmten Innen- oder Aussenflächen von verhältnismässig kleinem Durchmesser und auch in Winkeln zu messen.
Dieser Messkopf ist dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Spule ausgerüstet ist, die von einem Eisenmantel umgeben ist, wobei der von der Spule umgebene Kern nach aussen über das Manteleisen hinaus verlängert ist. Zweckmässig ist eine Ausführung, bei welcher Spulenkern und Spulenmantel keine ferromagnetische Verbindung haben und der zweckmässig stabförmig ausgebildete Messkopf eine Hülse trägt, worin ein Messunterbrecher untergebracht ist, so dass die Ab tastung gleichzeitig mit dem Schliessen des Messstromkreises geschehen kann.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Messkopfes, in
Fig. 1 als teilweiser Schnitt und in
Fig. 2 in Unteransicht.
Fig. 3 stellt eine Brackenschaltung dar, in welcher der Messkopf Verwendung finden kann.
Über einen Kern 1 ist eine Spule 2 geschoben, welche vermittels Zugstangen 3 und 4 zwischen zwei Isolationsstücken 5, 6 gehalten ist. Letztere sind auf den Innendurehmesser einer Eisenhülse 7 abgedreht, welche den Mantel der Spule 9 und gleichzeitig die äussere Hülle des Messkopfes bildet. Diese Eisenhülse 7 hat mit dem Kern 1 keine ferromagnetische Verbindung.
Auf der andern Seite des Isolationsstückes 6 ist eine Messinghaube 8 durch Schrauben 9 befestigt. Diese Haube trägt seitlich eine Durchgangstülle 10, durch welche die Drahtverbindungen der Spule 2 und eines Unterbrediers 11 hindurdigeführt sind. Der Unterbrecher ist am Boden der Haube durch Muttern befestigt. Sein Betätigungsknopf 12 ragt aus dem Ganzen heraus.
Die Brückenschaltung nach Fig. 3 hat ihre Diagonalpunkte bei I und II. Dazwischen ist wie üblich das Anzeigeinstrument 15 geschaltet. Hier kommt noch eine Gleichrichteranordnung 16 dazu. Die festen Ohmschen Widerstände 17, 18 sind zwischen I und III bezw. II und III eingesehaltet.
Zwischen I und IV liegt ein induktiver Widerstand 19. und zwischen II und IV wird der bewegliche Messkopf eingeschaltet.
Ein regelbarer Ohmscher Widerstand 21 wird in Serie mit der Sekundärseite eines Transformators 22 verbunden, welche die Brücke an den Punkten III und IV speist.
Der umstand, dass der Mantel 7 der Spule 2 mit dem Kern l keinen unmittelbaren magnetischen Schluss hat, bringt mit sich, dass bei einer Messung der grösste Teil des Flusses sich zwischen die nützlichen Pole des Messkopfes drängt und sich nicht zum grösseren Teil durch Streuung innerhalb der Spule schliesst, wie das der Fall wäre, wenn hier, wie in den bisher üblichen Messköpfen, ein Topf- oder ein dreischenkliger Magnet verwendet worden wäre. Die Folge dieser Kraftlinienkonzentration gegen die Messstelle hin hat eine grössere Empfindlichkeit des Messinstrumentes zur Folge.
Die Messung geschieht in der Weise, dass man zuerst das Instrument auf einen Grundbetrag einstellt, und zwar durch unmittelbaren Kontakt des Kernes 1 mit der Messunterlage. Nach der Zwischenschaltung der Seliicht wird deren Dicke auf dem entspre chend geeichten Instrument abgelesen. Rat man es mit einer ebenen Fläche zu tun, so wird zur bequemeren Handhabung des Instrumentes eine Messinghiilse 25, welche in Fig. 1 punktiert dargestellt ist, auf die Rülse 7 geschoben. Dann ist die Stellung des Messkopfes stets gegeben.
Rat man es mit einer gekrümmten Fläche zu tun, so wird die Rülse 25 entfernt, der untere Teil des Kernes 1 wird auf die Schicht gelegt, und durch Hin- und Her- bewegen des Messkopfes wird der kleinste Anschlag gesucht. Dieser ist für die Messung massgebend.
Meflhead for layer knives.
Layer knives have already been proposed by means of which coatings, foils, tapes and the like can be measured without damage. These instruments are based on an inductive method, and so they are suitable for determining the thickness of layers of non-magnetic materials that are located on a ferromagnetic base. These devices usually have a measuring head that contains a coil through which an alternating current flows, the inductance of which can be changed by approaching a piece of iron. The size of the coil's impedance depends on the distance between the coil and the piece of iron.
This distance can also be used for the measure of the impedance.
The measuring heads known up to now have a U-shaped iron, the two free leg ends of which are placed on the iron base in order to achieve the desired end. Because of the dispersion, these leg ends must be at a certain distance from one another, and so it was not possible to accomplish the tactile process wherever one would like to have done it. In particular, it was not possible to measure in the corners, and precisely there it is often of great importance to determine the thickness of a layer applied electrolytically or by spraying, because experience has shown that such corners and angles are particularly at risk.
The subject matter of the invention is a measuring head for layer knives, which allows measurements to be taken on curved inner or outer surfaces of relatively small diameter and also at angles.
This measuring head is characterized in that it is equipped with a coil which is surrounded by an iron jacket, the core surrounded by the coil being extended outward beyond the jacket iron. Appropriate is an embodiment in which the coil core and the coil jacket have no ferromagnetic connection and the measuring head, which is expediently designed in the form of a rod, carries a sleeve in which a measuring interrupter is housed so that the scanning can be done simultaneously with the closing of the measuring circuit.
The drawing shows an embodiment of the measuring head according to the invention, in
Fig. 1 as a partial section and in
Fig. 2 in bottom view.
3 shows a bracket circuit in which the measuring head can be used.
A coil 2 is pushed over a core 1 and is held between two insulation pieces 5, 6 by means of tie rods 3 and 4. The latter are turned on the inner diameter of an iron sleeve 7, which forms the jacket of the coil 9 and at the same time the outer shell of the measuring head. This iron sleeve 7 has no ferromagnetic connection with the core 1.
On the other side of the insulating piece 6, a brass hood 8 is attached by screws 9. This hood carries a grommet 10 on the side, through which the wire connections of the coil 2 and a lower shelf 11 are guided. The breaker is attached to the bottom of the hood by nuts. Its operating button 12 protrudes from the whole.
The bridge circuit according to FIG. 3 has its diagonal points at I and II. In between, the display instrument 15 is connected as usual. A rectifier arrangement 16 is added here. The fixed ohmic resistances 17, 18 are BEZW between I and III. II and III complied with.
There is an inductive resistor 19 between I and IV, and the movable measuring head is switched on between II and IV.
A controllable ohmic resistor 21 is connected in series with the secondary side of a transformer 22 which feeds the bridge at points III and IV.
The fact that the jacket 7 of the coil 2 has no direct magnetic connection with the core 1 means that during a measurement most of the flux pushes itself between the useful poles of the measuring head and not for the most part due to scattering within the coil closes, as would be the case if a pot magnet or a three-legged magnet had been used here, as in the previously common measuring heads. The consequence of this line of force concentration towards the measuring point results in greater sensitivity of the measuring instrument.
The measurement is carried out in such a way that the instrument is first set to a basic amount, namely through direct contact of the core 1 with the measurement base. After the interposition of the Seliicht, its thickness is read on the appropriately calibrated instrument. If you are advised to do it with a flat surface, a brass sleeve 25, which is shown in dotted lines in FIG. 1, is pushed onto the sleeve 7 for easier handling of the instrument. Then the position of the measuring head is always given.
If a curved surface is advised, then the sleeve 25 is removed, the lower part of the core 1 is placed on the layer, and the smallest stop is sought by moving the measuring head back and forth. This is decisive for the measurement.