Устройство для измерения толщины магнитных поверхностных слоев

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МАГНИТНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ, содержащее с уравновешенным противовесом постоянньвл магнитом и спиральную пружину, о тли чающееся тем, что, с целью повъаиения точности измерения, постоянный магнит -выполнен из двух частей, установленных соосно одна над другой на регулируемом расстоянии , причем нижняя часть магнита выполнена в виде шарового сегмента, верхняя часть - в виде стержня, а векторы намагниченности частей постоянного магнита направлены коллинеарно . СП со

„„SU„„1057901 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) G 01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ. СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

4 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я,. -- -,./

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3489563/18-21 ° (22) 10. 09. 82 (46) 30.11. 83. Бюл. Р 44 (72 ) В. й. Рудницкий, A. A. Лухвич, A.Ë. Мелешко и A. К. Шукевич (71) Институт прикладной физики

AH БССР (53) 621.317.44(088.8) (56.) 1. Патент США Р 3938037, кл. 0 01 8 33/12, 1976.

2. Валитов А.М., Шилов Г.И.

Приборы и методы контроля толщины покрытий. Л., "Машиностроение", . 1970, с. 21. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ МАГНИТНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ

СЛОЕВ, содержащее рычаг с уравновешенным противовесом постоянным магнитом и спиральную пружину, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повержения точности измерения, постоянный магнит выполнен из двух частей, установленных соосно одна над другой на регулируемом расстоянии, причем нижняя часть магнита выполнена в виде шарового сегмента, верхняя часть — в виде стержня, а векторы намагниченности частей постоянного магнита направлены коллинеарно.

1057901 при встречном и одинаковом направлениях намагниченности частей магнита.

Устройство содержит-рычаг. 1, постоянный магнит, выполненныЯ из двух частей. — верхней 2 части и нижней

3 части, противовес 4, спиральную пружину 5, индикаторную стрелку 6 и шкалу 7.

Верхняя 2 и нижняя 3 части постоянного магнита установлены соосно одна.

0 над другой на регулируемом расстоянии, при этом нижняя. 3 часть магнита выпол« иена в виде шарового .сегмента, а верхняя часть 2 — в виде стержня. Части

2 и 3 магнита должны быть изготовлены из материала с достаточной коэрцитивной силой так, чтобы при сближении частей магнита не произошло их взаимного перемагничивания. Этому условию удовлетворяют, например, ннтерметаллические соединения кобальта с редкоземельными металлами или плати- . нокобальтовые сплавы, имекшие коэрциО тивную силу порядка нескольких тысяч —. ! ф

Постоянный магнит жестко закреплен на рычаге 1, который уравновешивается с помощью противовеса 4. Спиральная пружина 5 внешним концом жестко прикреплена к плечу рычага 1, на котором закреплен постоянный магнит, а врутренннм — к оси, вмонтированной в корпусе с возможностью поворота. На этой же оси крепится индикатор ная стрелка б, шкала.7 помещена на корпусе.

Изобретение относится к магнитной технике и может быть использовано для измерения ферритной составляющей двухфазной стали в наплавленных, слоях на ферромагнитном основании а также для измерения в широком диапазоне толщины гальванических никелевых покрытиЯ на неферромагнитной основе.

Известно устройство для определения содержания феррнта в стали, со- 1 держащее постоянный магнит, подвешенный на конце упругого стержня.

Мерой количества феррита является измеряемая тензадатчиками величина прогиба стержня в момент отрыва .. 15 магнита от поверхности контролируемого изделия. )1) ., Недостатком устройства является. низкая точность измерения количества феррита в тонких наплавленных слоях, обусловленная влияниЕм ферромагнитной основы изделия.

Наиболее близким техническим решением является -фазометр, который содержит уравновешенный рычаг с постоянным магнитом, спиральную пружину и рамку, размещенную в магнитном поле. При пропускании постепенно возрастающего постоянного тока через обмотку рамки возникает механический момент, стремящийся 30 оторвать закрепленный на конце рычага постоянный магнит от иэделия. Величина тока отрыва пропорциойальна силе притяжения магнита и, следовательно, зависит от содержания 35 магнитной фазы в исследуемом металле j2g .

Вследствие того, что конструкция магнита не позволяет регулировать глу-. бину намагниченного слоя, на показания 40 прибора при измерениях оказывает влияние ферромагнитная основа иэделия.Поэ-! тому понижаются чувствительность и осо-! бенно точность измерений в тонких направленных слоях и ограничивается область применения известного устрой- 45 ства.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается ; 50 тем, что в устройстве для измерения толщины магнитных поверхностных слоев, содержащем рычаг с уравновешенным противовесом постоянным магнитом и спиРальную пружину, пос- 55 тоянный магнит выполнен из двух частей, установленных соосно одна иад другой на регулируемом расстоянии, причем нижняя часть магнита выполнена в виде шарового сегмента, верхняя часть - в виде стержня, а век торы намагниченности частей постоянного магнита направлены коллинеарно.

На фиг. 1 и 2 представлена конструкция устройства для измерения толщины магнитных поверхностных слоев 65

Устройство работает следующим образом.

При определении количества феррит» ной фазы в наплавленном металле, постоянный магнит прибора, помещенного на поверхность изделия, притяги.вается к изделию с силой, пропорциональной количеству феррита в .наплав-. ленном шве. Закручивание внутреннего конца спиральной пружины 5 приводит к постепенному увеличению крутящего момента, действукщего на рычаг 1 и стремящегося оторвать нижнюю 3 часть постоянного магнита от изделия. При повороте оси индикаторная стрелка б перемещается по шкале. 7 и в момент равенства сил притяжения и отрыва по углу закручивания внутреннего конца спиральной пружины

5 посредством отсчета показаний по шкале 7 определяется количество феррита в направленном слое. При этом если нижняя 3 и верхняя 2 части магнита намагничены встречно (фиг. 1) магнитные силовые линии будут концентрироваться вблизи поверхности, и поле магнита не проникает в иэделие на большую глубину. При сближении нижней 3 и верхней 2 частей магнита уменьшается глубина намагниченного слоя, что позволяет избавить ся от влияния магнитомягкой основы

1057901

Составитель В. Вагин

Редактор Е. Лушникова ТехредИ.Надь Корректор А, Тяско.

Заказ 9457/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при контроле феррнта в тонких наплавленных слоях. В то же время поле нижней 3 части магнита вблизи поверхности остается достаточно боль- шиМ, поэтому влияние раэмагничивающего фактора отдельных частиц феррита на показания прибора незначительно, что позволяет освободиться от ошибки измерений вследствие различной структуры частиц поверхностных слоев. Если же контролируемый слой 10 ,достаточно толстый, то, с целью уменьшения разброса показаний прибора в разных точках поверхности и усреднения результата.измерения по возможно большему объему образца, векторы намагниченной верхней 2 и нижней

3 частей магнита ориентируют в одном направлении (фиr. 2J. В этом случае . магнитное поле будет проникать в изделие на большую глубину и на показания прибора будут влиять свойства более глубоких слоев изделия. Такая конфигурация направлений намагниченности верхней 2 и нижней 3 частей магнита может использоваться для измерения толщины толстослойных гальванических никелевых покрытий на немагнитной основе. Изменением рас-, стояния между верхней 2 и нижней 3 частями магнита можно менять глубину намагниченного слоя и, следовательно, чувствительность и точность из мерений.

Таким образом, применение новой конструкции постоянного магнита в предлагаемом устройстве, поэволякиаей контролировать направление намагниченности отдельных частей магнита и расстояние между этими частями, позволило расширить область применения, увеличить чувствительность и точность измерений.