Способ неразрушающего контроля толщин неметаллических покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщин неметаллических покрытий на любом основании. Изобретение позволяет повысить чувствительность и достоверность измерения путем выделения информативного параметра в виде двух составляющих потока поля, инвариантных к изменению коэффициента передачи. При этом выделяют две составляющие потока поля с максимальными относительными изменениями противоположньк знаков и регистрируют изменения этих двух составляющих относительно уровня их значений при однородной среде пространства, прилегающего к рабочей поверхности первичного преобразователя, а искомую толщину определяют по отношению разности одной из составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности другой составляющей. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G О! В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3643511/24-28 (22) 05. 08. 83 (46) 30. 09.86. Бюл. Р 36 (71) Красноярский политехнический институт (72) Я.И:Бульбик, М.И.Соколов и В.А.Пылаев (53) 621.317.39:531. 717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ó 270258, кл. С 01 В 7/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР

В 949542, кл. G 01 В 27/26, 1982: (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ТОЛЦИН НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщин неметаллических покрытий на любом основании..Я0 260667 А1

Изобретение позволяет повысить чувствительность и достоверность измерения путем выделения информативного параметра в виде двух составляющих потока поля, инвариантных к изменению коэффициента передачи. При этом выделяют две составляющие потока поля с максимальными относительными изменениями противоположных знаков и регистрируют изменения этих двух составляющих относительно уровня их значений при однородной среде пространства, прилегающего к рабочей поверхности первичного преобразователя, а искомую толщину определяют по отношению разности одной из составляющих потока поля Я в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности другой составляющей. 3 ил.

С:

1260667

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам неразрушающего контроля, и может быть использовано для контроля толщин неметаллических покрытий на любом 5 основании, электрофизические параметры которого отличаются от соответствующих параметров покрытия.

Цель изобретения — повышение чувствительности и достоверности резуль- 10 татов неразрушающего контроля путем выделения информативного параметра в вйде двух составляющих потока поля, инвариантных к изменению коэффициента передачи. 15

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — упрощенная электрическая схема первичного преобразователя; на фиг. 3 — схема расположения электродов чувствительного элемента первичного преобразователя

Устройство содержит первичный пре- 5 образователь 1, блок 2 управления, триггеры 3 и 4, генератор 5 зондирую- щих импульсов, преобра>зователь 6 временного интервала в число импульсов, реверсивный счетчик 7, четыре регистра 8 — 11, цифроанапоговые преобразователи 12 и 13, аналоговый индикатор 14 и цифровой индикатор 15.

Чувствительный элемент первичного преобразователя 1 состоит из диэлектрической подложки 16 с малым темпера35 турным коэффициентом расширения, на которую нанесены три секционированных низкопот HLTHBJIhHblx электрода 17, расположенных соосно с центральным высо40 копотенциальным электродом 18. Электроды 17 соединены резистивными элементами 19 со схемой обработки сиг- нала в виде емкостного накопителя 20, переключателя 21, операционного усилителя 22 и формирователя 23.

Резистивным элементом R низкопотенциальный секционированный электрод, расположенный наиболее близко к центральному высокопотенциальному электроду 18, соединен с емкостным накопителем 20. Второй секционированный низкопотенциальный электрод соединен резистивным элементом Rl с ключом П> переключателя 21, который соединяет указанный электрод с емкостным накопителем ?О либо с целью R С, имитирующей емкостной накопитель и эквивалент входного сопротивления операционного усилителя с фиксированным (путем выбора R„ /К„) коэффициентом передачи по напряжению. Крайний низкопотенциальный электрод соединен резистивным элементом R, с ключом П переключателя 21, которым могут осуществляться действия, аналогичные тем, которые реализуются ключом П<.

Способ осуществляют следующим образом.

Первичный преобразователь 1, предназначенный для данного класса объектов контроля, т.е. с некоторым начальным секционированием электродов, обращают к однородной среде, например, к воздуху. Сигналом от блока 2 управления переключают триггеры 3 и 4 в положение, при котором ветви с резистивными элементами К К, оказываются подключенными к емкостному накопителю 20. Затем по сигналу от блока 2 управления от генератора 5 зондирующих импульсов на высокопотенциальный электрод 18 подается зондирующее. воздействие в виде оди>ночного прямоугольного импульса напряжения или пакета таких импульсов и на цифровом индикаторе 15 регистрируют величину, пропорциональную полному потоку поля при однородной среде пространства, окружающего рабочую поверхность первичного преобразователя 1, Этот результат перезаписывается в регистр 8, к которому подключен цифроаналоговый преобразователь 13. Переключают триггер 4 в положение, при котором ветвь с резистивным элементом R оказывается отключенной (ключом П ) от емкостного накопителя 20 и подключенной к цепи R С, имитирующей емкостной накопитель и эквивалент входного сопротивления операционного усилителя.

Результат, записанный в счетчике 7, обнуляется. Подают зондирующее воздействие на высокопотенциальный электрод 18 и результат, пропорциональный сумме двух составляющих потока, записывают в реверсивный счетчик 7 и регистр 9. Переключают триггер 3 в по- ложение, при котором ветвь с резистивным элементом R, оказывается отключенной (ключом П,) от емкостного накопителя 20. Реверсивный счетчик 7 при этом устанавливают в состояние вычитания. Снова подают зондирующее воздействие на высокопотенциальный электрод 18 и результат, пропорциональный первой составляющей потока, 1260667 записывают в регистр 10, т.е. результат, полученный в реверсивном счетчике 7. Реверсивный счетчик 7 обнуляют и переводят в состояние суйми-I рования. 5

1.

Накладывают первичный преобразователь рабочей поверхностью на зону контроля образцового объекта контроля с известным значением толщины покрытия; если поверхность шероховатая, то для исключения влияния воздушного зазора микронеровности зоны контроля заполняют смазкой, относительная диэлектрическая проницаемость которой незначительно отличается от относи- . 5 тельной диэлектрической проницаемости покрытия. Реверсивный счетчик 7 и ре. гистр 11 (с цифроаналоговым преобразователем 12) переводят в периодический режим "Запись-стирание", синхро- 20 .низированный с подачей на высокопотенциальный электрод 18 периодических зондирующих воздействий. Триггеры 3 и 4 при этом переключают в исходное состояние, при котором ветви с резис- 25 тивными элементами К, R<,снова оказываются подключенными к емкостному накопителю 20. Изменяя уровень напряжения генератора 5 зондирующих импульсов, подводимых к первичному преоб- Зб разователю 1, устанавливают равенство потока поля его прежнему значению по эффекту достижения нулевых показаний на аналоговом индикаторе 14 °

После выполнения операции установ-З5 ления упомянутого равенства регистры 8 и 11 обнуляют, реверсивный счетчик 7 и генератор 5 зондирующих импульсов с установленным уровнем напряжения переводят в исходный режим, 4О а затем повторяют вышеизложенные преобразования величин, пропорциональных сумме двух составляющих потока поля в контролируемой среде (результат записывается в регистр 8) и пер- 45 вой составляющей потока поля в контролируемой среде (результат записывается в регистр 11). С помощью цифрового индикатора 15 последовательно считывают результаты, хранящиеся в регистрах 8 — 1 1, и по этим результатам определяют отношение разности одной из составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности другой составляющей.

Накладывают. первичный преобразователь рабочей поверхности на зону контроля образцового объекта с другим известным значением толщины покрытия и, повторяя вышеизложенные действия, определяют отношение разностей потоков поля в однородной и контролируемых средах . Меняя секционирование электродной системы первичного преобразователя, устанавливают максимальную чувствительность по максимуму разности двух отношений для двух образцовых объектов контроля с известными толщинами покрытий, выделяя (или корректируя) указанными действиями составляющие потока поля.

Если граница раздела сред условно резкая, то установление необходимого ,секционирования в электродной системе выполняют на основании предварительного решения на ЭВМ задачи о распределении частичных электрических зарядов в электродной системе при двух заданных толщинах с оптимизацией по максимуму указанного отношения.

Для объектов контроля, относящихся к одному классу, установленное секционирование электродной системы в общем не сохраняется неизменным, а может корректироваться, например, при изменении технологии обеспечения единообразия контактных условий.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля толщин неметаллических покрытий, включающий регистрацию относительных изменений составляющих потока электрического поля в контролируемой среде при условии обеспечения постоянства потока поля путем изменения уровня приложенного напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью. повышения чувствительности и достоверности результатов неразрушающего контроля, выделяют две составляющие потока поля с максимальными относительными изменениями противоположных знаков и регистрируют изменения этих двух составляющих потока относительно уровня их значений при однородной среде пространства., прилегающего к рабочей поверхности первичного преобразователя, а искомую толщину покрытия определяют по отношению разности одной иэ составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности. другой. составляющей»

1260667

Диг.1

1260667 фуад, 3

Составитель В.Николаев

Редактор М.Бандура Техред Л.Сердюкова Корректор.;Т.Колб

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130355» Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 52!3/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород» ул.Проектная, 4