Катушка индуктивности первичного вихретокового преобразователя перемещений электропроводящего контролируемого объекта

Результат выполнения конструкторской разработки. Задачей является создание катушки индуктивности первичного вихретокового преобразователя перемещений электропроводящего контролируемого объекта, обеспечивающей определение перемещений электропроводящего контролируемого объекта в труднодоступных местах с высокой точностью. Техническим результатом является повышение точности измерений перемещений электропроводящего контролируемого объекта в труднодоступных местах за счет повышения чувствительности и линейности статической характеристики преобразования во всем диапазоне измерений (в ближней, средней и дальней зонах) по отношению к электропроводящему контролируемому объекту. Указанный технический результат достигается тем, что катушка индуктивности первичного вихретокового преобразователя перемещений электропроводящего контролируемого объекта, содержащая несколько слоев в виде печатных дисков, каждый из которых выполнен с обмоткой по спиральной круговой топологии, согласно изобретения, катушка дополнена одним или более слоями, выполненными с обмотками по восьмеркообразной топологии, причем ближние к электропроводящему контролируемому объекту слои выполнены с обмотками по восьмеркообразной топологии, а удаленные от электропроводящего контролируемого объекта слои - с обмотками по спиральной круговой топологии, при этом начальная индуктивность слоя с восьмеркообразной топологией составляет 0,3…0,5 по отношению к начальной индуктивности слоя со спиральной круговой топологией. Выполнение катушки индуктивности первичного вихретокового преобразователя комбинированной за счет дополнения к многослойной катушке со слоями, выполненными с обмотками по спиральной круговой топологии, одного или более слоев, выполненных с обмотками по восьмеркообразной топологии, причем ближние к электропроводящему контролируемому объекту слои выполнены с обмотками по восьмеркообразной топологии, а удаленные от электропроводящего контролируемого объекта слои – с обмотками по спиральной круговой топологии, при этом начальная индуктивность слоя с восьмеркообразной топологией составляет 0,3…0,5 по отношению к начальной индуктивности слоя со спиральной круговой топологией обеспечивает повышение точности измерения перемещений (зазоров) электропроводящего контролируемого объекта в труднодоступных местах за счет увеличения чувствительности и линейности статической характеристики преобразования перемещения во всем диапазоне измерений (в ближней, средней и дальней зонах) по отношению к электропроводящему контролируемому объекту. Указанное соотношение начальных индуктивностей слоев с восьмеркообразной и спиральной круговой топологией оптимально, подтверждено экспериментально. В случае выхода за указанные пределы увеличивается нелинейность характеристики преобразования, причем чувствительность в ближней зоне значительно отличается от ее среднего значения в рабочем диапазоне, а это приводит к увеличению погрешности измерения. Между слоями катушки индуктивности с восьмеркообразной и круговой топологией существует только электрическая (гальваническая) связь, а электромагнитная связь (взаимоиндуктивность) практически отсутствует. Это позволяет, применив принцип суперпозиции, в ближней зоне получить суммарную чувствительность ВТПП больше, чем, если бы все обмотки дисковой катушки были круговыми, особенно при одинаковых габаритах и количестве витков. Поскольку индуктивность слоя с восьмеркообразной топологией является дополнительной, то и суммарная индуктивность у комбинированной катушки ВТПП в дальней зоне также будет больше. А это значит, что не только в ближней, но и в дальней зоне чувствительность возрастет за счет смещения резонансной частоты контура, образованного суммарной индуктивностью, собственной межвитковой емкостью катушки, собственной емкостью соединительного кабеля, станет ближе к несущей частоте питающего высокочастотного электрического генератора. Емкость соединительного кабеля, применяемого для подключения катушки первичного вихретокового преобраз