Способ измерения толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе

 

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля и может быть использовано в различных областях промышленности для измерения толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность способа состоит в том, что с помощью приставного электромагнита (ПЭ), содержащего разомкнутый сердечник, намагничивают изделие до технического насыщения сердечника, измеряют внутреннее поле последнего и определяют толщину покрытия по формуле T=A+B<SP POS="POST">.</SP>H<SB POS="POST">I</SB>, где A, B - коэффициенты, определяемые параметрами системы ПЭ - изделие

H<SB POS="POST">I</SB> - измеренная величина внутреннего поля. Измерение внутреннего поля производят в нейтральной плоскости сердечника у поверхности последнего со стороны контролируемого изделия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368133/26-28 (22) 25.01.88 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (71) Физико-технический институт со специальным конотрукторским бюро и опытным производством Уральского отделения АН

СССР (72) А. В. Филиппов, В. А. Захаров и Э. С. Гаркунов (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 970068, кл. G О! В 7/06, 1982.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./ Под ред. В. В. Клюева, М.: Машиностроение, 1976, с. 74.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к методам контроля толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет устранения нелинейности между информативным параметром и тол щи но и по к р ыти я.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 — зависимости величины внутреннего поля Н сердечника электромагнита при различных токах намагничивания 1. от толщины покрытия; на фиг. 3 — зависимость сигнала первичного преобразователя от его смещения относительно нейтрали.

„,ЯУ„„1534293 A 1

2 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

НЕФЕРРОМАГНИ<ТНЫХ ПОКРЫТИЙ HA

ФЕРРОМАГНИТНОЙ ОСНОВЕ (57) Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля и может быть использова но в различных обла стях промышленности для измерения толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе. Цель изобретения — повышение точности измерений. Сущность способа состоит в том, что с помощью приставного электромагнита (ПЭ)< содержащего разомкнутый сердечник, намагничивают изделие до технического насыщения сердечника, измеряют внутреннее поле последнего и определяют толщину покрытия по формуле

t = а+ b Н;, где а, b — коэффициенты, определяемые параметрами системы ПЭ вЂ” изделие, Н; — измеренная величина внутреннего поля. Измерение внутреннего поля производят в нейтральной плоскости сердечника и поверхности последнего со стороны коитролируемого изделия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство, реализующее способ (фиг. 1), состоит из приставного электромагнита 1, содержащего разомкнутый сердечник 2, замыкаемый контролируемым участком ферромагнитного изделия 3 с неферромагнитным покрытием 4, и намагничивающую обмотку из двух секций 5, размещенную на сердечнике 2. В нейтральной плоскости 6 сердечника 2 у поверхности последнего со стороны контролируемого изделия 3 располагается первичный преобразователь 7, соединенный с измерителем внутреннего поля 8. Намагничивающая обмотка 5 соединена с источником 9 тока.

Способ измерения толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе заключается в следующем.

1534293

t=3+ b H, 25

Формула изобретения

50 з

11риставной электрОг)агн1!т (ПЭ) 1 устанавливают на контролируемый участок изделия 3, имеющий неферромагнитное покрыпгие 4 толщиной t. При этом Образуется замкнутая магнитная цепь кз серде -!ника 2 и ферромагнитной основы издели5. 3 с неферромагнитным зазором величиной 2t. Далее намагничивают магнитную систему ПЭ изделие до технического насыщения сердечника

2, путем пропускания тока 1,„от источника

9 через намагничивающую обмотку 5. В момент прохождения тока 1 r.роизводится измерение внутреннего пол5! сердечника, 2 с помощью первичного преобразователя 7 и измерителя внутреннего поля 8. Толщкну покрытия t определяют по формуле где à, b — коэффиниенты, опреде)гяемые нараметрамк системы ПЭ вЂ” -изделие;

Н вЂ” - измеренная величина внутреннего ОЛ Я.

Зависимость t(Hi) определяется предварительно для ПЭ и изделий данного типоразмера при выбранной величине тока 1:«.

После обработки зависимости вычисляют <оэффициенты а. и D, представлявшие соб)ой коэффициенты регрессии к спределяющке ап51роксимир ) 101цую прямую, florpekLikfocTh il диапазон измерения толщкны 1, определяемой при выбранных параметрах системы

ПЭ--изделие. Велкчину тока намагничивания 1 выбирают исходя и:- требуемого диапазона измерения толшин.

При,кер.

Измерения проводились с использованием приставного электромагнита, соде ржашего

1i -oáðàçíbié сердечник из армко- — железа 7 сечение 16!)(20 мм- и межпол)осных1 paccTo5k?IHP:iiI 35 vIM Bb1coToH 53 мм, с. HBM3I HH чивяюшей обмоткой о==-630 витков (ПЭВ; — 2, Р 0,75) . В качестве источника тока использовался стабилизированный источник

ТЭС--4, в качестве первичного преобразователя датчик Холла ПХЭ602117Б (возбуждение постоянным током )00 мА от источн ика ТЭС вЂ” 13), в качестве измерителя внутреннего поля — вольт:.1етр Ш68003, проградуированный в А, .м. 1-1еферрома!.н г."ное покрытие на ферромагнитной основе моделировалось с помо)ць:о прокладок из гексlo;1Hz3 на образце из стали 50РА размера15 (20)(65 мм ко:.)j)ljHTHBHQH силой

i),5 A cia. 33 f3Hc H iIoc I H Hi (t l „полученные

i P H P 1l 3. 1 И -1 Н Ь1 Х ЗНЯЧЕНИЯХ В 1 1 H I H I I bI Т 0 К 3 фиг. 2. Для Bbloopc; личины тока наhi агни !ива ни я 1н p3ссчитаны коэффициенты корреляциH H величины среднего квядоатического отклонения при линей.;Ой я н!1)!)ксил!Яниг! зависимостей для различ ..ых дн Яназонов из)кеkickIH5I олшины 0-i..

Результаты расчетов коэффициента корреляции (среднего квадратичного отклонения представлены в таблице). Высокий коэффициента корреляции для некоторого интервала 1 при токе 1. соответствует состоянию технического насыщения сердечика.

По данным таблицы выбирается величина тока IH, обеспечивающая достаточную точность измерения толщины в выбранном диапазоне изменения последней, и рассчитываются коэффициенты а и b. При выборе тока 1н=2,8 прк диапазоне изменения толщины 0 — 05 мм зависимость t(H ) может быть представлена в виде ((глм) =1,238 — 0,0115. Н (А/см) при коэффициенте корреляции 0,999, остаточная дисперсия 0,0038. Расчеты величины могут производиться как вычислениями по полученной формуле, так и путем градуировки шкалы измерительного прибора.

Исследование зависимости Hi(t) показывает, что налкчие линейной связи между

Hi u t наблюдается при измерении H в любом месте по длине сердечника 2, однако максимальная крутизна прямых Н (1), т.е. максимальная разрешающая способность при определении толщины t наблюдается при расположении первичного преобразователя 7 вблизи нейтральной плоскости 6 сердечника ПЭ.

Способ измерения толщины позволяет наряду с повышением точности измерения определять в достаточно широком диапазоне толщину неферромагнитного покрытия любого типа по ферромагнитной Основе.

1. Способ измерен) я толщины неферромагнитных покрытий на ферромагнитной основе, заключающийся в перемагничивании контролируемого участка изделия с помощью приставного электромагнита с разомкнутым ферромагнитным сердечником, замыкаемым контролируемым изделием, и измерении магнитного параметра системы приставной электромагнит — изделие, по которому определяют толщину покрытия, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерений, перемагничивание осуществляют до технического насыщения сердечника электромагнита, а в качестве магнитного параметра используют величину внутреннего поля в сердечнике электромагнкта.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что измерение внутреннего поля в сердечнике осу ще ствляют в нейтрал ь ной пл оскости сердечника у поверхности последнего со стороны конт рол ируемо го и здел ия.

1534293 (2,0

1,5

1,0,А/см

ХбО

Х2,5 А

80,ОА бО

4,0 А

Х,О

Х,5

2,8

5,5

О, 996/0, 0047

О, 999/0,0038

0, 999/0,0054

О, 999/0, 006

0,999/0,008

О, 998/О, 0233

О, 999/О, 0172 О, 997/О, 041

О, 999/0, 0166 О, 997/О, 037

О, 999/О, 01 О, 998/0, 029

0,992/0,095

0,994/0,084

0,995/0,078

1534293

75 10 5 О 5 70 75 Х,ми

Quz.5

Составитель И. Рекунова

Р(дактор С. Г1 ат ръ Ill câà Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 34 1 и раж 492 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производсзвенно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 01