Вихретоковый способ измерения толщины покрытия

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касается измерения толщины немагнитных металлических покрытий на металлах. Цель изобретения - расширение области использования за счет увеличения номенклатуры измеряемых покрытий и повышение точности измерений - достигается тем, что компенсацию выходного сигнала преобразователя осуществляют при наличии между преобразователем и эталонным изделием электромагнитного экрана, толщину T которого выбирают из условий 0,6≥T/δ≥0,2, где δ-глубина проникновения электромагнитного поля в материал покрытия, затем измеряют фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым изделием при наличии между ними электромагнитного экрана, и определяют толщину покрытия по измеренной величине фазы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„) 543339 (51) 5 Г 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВторСНОЬЮ CBHQETEAbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425171/25-28 (22) 16.05,88 (46) 15.02.90. Бюл. Р б (71) Московский энергетический институт (72) Е. Г.Беликов и Л.К.Тимаков (53) 620 ° 179.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 564585, кл. Г, 01 N 27/86, 1977.

Беликов E.Ã., Останин lO.ß. Применение электромагнитных экранов при измерении параметров многослойных изделий. Доклады I-й Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля, ч.II. M.:

МЭИ, 1972, с. 55-63. (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касаИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может най ти применение в различных отраслях народного хозяйства для неразрушающего контроля толщины плакирующих, гальванических и др. немагнитных металлических покрытий на любых (феррои/или неферромагнитных) металлах, а также на ферритах, магнитодиэлектриках и диэлектриках с плоской или цилиндрической поверхностью.

Цель изобретения - расширение области использования.за счет увеличения номенклатуры изиеряемых покрытий и повышение точности измерений. ется измерения толщины немагнитных металлических покрытий на металлах.

Цель изобретения - расширение области использования за счет увеличения номенклатуры измеряемых покрытий и повышение точности измерений - достигается тем, что компенсацию выходного сигнала преобразователя осуществляют при наличии между преобразователем и эталонным изделием электромагнитного экрана, толщину t которого выбирают из условий 0,6" t/$ 0,2, где 3 — глубина .проникновения электромагнитного поля в материал покрытия, затем измеряют фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым изделием при наличии между ними электромагнитного экрана, и определяют толщину покрытия по измеренной величине фазы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

М.

На чертеже представлена структур- фф ная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. с©

Устройство содержит последовательно включенные генератор 1 переменного тока, измерительный преобразователь

2 с электромагнитным экранам 3. переключатель 4, блок 5 компенсации и фазометрйческий блок б, вторые входы которых соединены с выходом генерато- Ъ. ра 1. Блок 5 компенсации содержит и компенсирующих узлов - по одному на каждый материал контролируемого покрытия. Выход фазометрического блока является выходом устройства в целом.

1543339

Способ основан на том, что компенсация выходного сигнала преобразователя при наличии экрана между преобразователем и эталонным изделием (из материала .покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля) обеспечивает гомотетичность годографов сигнала, вносимого контролируемым изделием в 10 преобразователь с экраном, с центром в точке компенсации. При этом одновременно обеспечиваются условия повышения линейности фазовых характеристик преобразователя с экраном от изменений толщины покрытия и независимость результатов измерений от вариаций электромагнитных параметров основы изделий. Поскольку гомотетичность годографов сохраняется при смене мате- 0 риалов покрытия и экрана, появляется возможность выбора материала экрана из каких-либо практических соображений, например, исходя иэ обеспечения прочности рабочей поверхности преобразо- 25 вателя к истиранию. При этом оптимальными условиями выбора толщины t u электромагнитных параметров экрана являются условия 0,6 /F>0.2, где о глубина проникновения электромагнит- 0 ного поля в материал экрана. Нарушение условия справа сопровождается rioвышением погрешности измерений от единиц до десятков микрометров, а слева — существенным (до десяти и более раз) понижением амплитуды выходного сигнала преобразователя при незначительном (десятые доли процента) снижении погрешности измерений. Так, например, если с целью обеспечения меха- 4 нической прочности преобразователя выбран экран из бронзы, а контроль осуществляется на частоте 100 кГц (о=0,5 мм), толщину экрана выбирают равной t=0,1-0,3 мм. 45

Таким образом, путем выбора параметров экрана из указанных условий и последующей его фиксации в зоне контроля (обычно с целью упрощения контроля экран жестко скрепляют с рабочей поверхностью преобразователя) удается существенно упростить процесс контроля толщины покрытий-из различных материалов за счет сокращения до одного количества экранов, используемых при контроле.

Способ осуществляется следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 возбуждают с помощью генератора 1 (фиг,1)

Перед измерениями осуществляют компенсацию выходного сигнала преобразователя 2. Для этого между преобразователем 2 и эталонным изделием (изготовленным из материала покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля) размещают экран с параметрами, выбранными из условий 0,6 /о 0,2 и с помощью одного из компенсирующих узлов блока 5 компенсации минимизируют выходной сигнал преобразователя 2. Выбор компенсирующего узла, соответсвующего контролируемому материалу покрытия, осуществляют с помощью переключателя, включенного между преобразователем

2 и блоком 5 компенсации.

Компенсация, выполненная таким образом, обеспечивает гомотетичность годографов выходного сигнала преобразователя с центром в точке компенсации, В процессе измерений толщины контролируемого покрытия в зоне контроля размещают испытуемое изделие при наличии между преобразователем 2 и испытуемым изделием экрана, используемого при компенсации. С помощью фазометрического блока 6 регистрируют фазу вносимого s преобразователь 2 сигнала и по ее величине определяют толщину контролируемого покрытия.

Способ может быть использован при котроле изделий с помощью накладных, экранных и др. вихретоковых преобразователей, а также при контроле изделий радиоволновым, ультразвуковым и др. методами. формула изобретения

1. Вихретоковый способ измерения толщины покрытия с отстройкой от вариаций электромагнитных параметров основы изделия, заключающийся в том, что компенсируют выходной сигнал преобразователя при наличии в зоне контроля эталонного изделия из материала покрытия толщиной, много боль-. шей глубины проникновения в него электромагнитного поля, измеряют фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым изделием при наличии между ними электромагнитного экрана, и определяют толщину покрытия по измеренной величине фазы, о т-

5 15"3339 6 л и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью 2. Гпособ по п.1, о т л и ч а юрасширения области использования за шийся тем, что, с целью повышесчет увеличения номенклатуры изме- ния точности измерения, используют ряемых покрытий, при компенсации вы- > электромагнитный экран с толщиной ходного сигнала преобразователя меж- t, выбранной из условия 0,6 t/Ü 0,2, ду преобразователем и эталонным из- где о - глубина проникновения электделием размещают электромагнитный ромагнитного поля в материал покрыэкран, используемый при измерении. тия.

Составитель И.Кесоян

)Зедактор М.Недолуженко Техред А.Кравчук Корректор;Н. Король

Заказ 398 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул .Гагарина, .101