Вихретоковый способ определения толщины покрытий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к определению толщины немагнитных металлических покрытий на металлах. Цель изобретения - расширение номенклатуры материалов определяемых покрытий. Эта цель достигается тем, что удельную электрическую проводимость эталонного изделия выбирают равной удельной электрической проводимости покрытия, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия, компенсируют выходной сигнал вихретокового преобразователя с экраном, установленного над эталонным изделием, а при размещении преобразователя над контролируемым изделием измеряют фазу выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием, и по ее величине определяют толщину покрытия. При этом в процессе компенсации обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы изделия, а зависимости фазы выходного сигнала преобразователя от вариаций толщины для различных материалов покрытия принимают вид пучка прямых, исходящих из точки, где толщина покрытия равна нулю. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н- А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТМРытиям пРи Гннт сссР

1 .(21) 4482584/25-28 (22) 22.07.88 (46) 07.05.90. Бюл. N - 17 (71) Московский энергетический институт и Научно-производственное объединение "Прибор" (72) Е.Г.Беликов, М.Л.Ниский, Л.К;Тимаков и А.И.Тихомиров (53) 620. 179 ° 142..5.6 (088.8) (56) Авторское, свидетельство СССР

У 564585, кл. С 01 N 27/90, 1977.

Беликов Е, Г. и др. Применение электромагнитных экранов при измерении параметров многослойных изделий. Доклады 1-й Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля. — M. МЭИ, 1972, ч.II, с.55 -63.

\ (54) BHXPETOKOBbIA СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ с (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к определению толщины немагнитных металлических покрытий на металлах.

Цель изобретения — расширение номенИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для неразрушающего контроля толщины плакирующих, гальванических и др. немагнитных металлических покрытий на любых металлах, а также на ферритах, магнитодиэлектриках и диэлектриках с плоской или цилиндрической поверхностью.

„.SU„„3 562680 А 1 (51)5 G 01 В 7 06 G 01 N 27 90 клатуры материалов определяемых покрытий. Эта цель достигается тем, что удельную электрическую проводимость эталонного изделия выбирают равной удельной электрической проводимости покрытия, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия, компенсируют выходной сигнал вихретокового преобразователя с экраном, установленного над эталонным изделием, а при размещении преобразователя над контролируемым изделием измеряют фазу выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием, и по ее величине определяют C

Ф толщину покрытия. При этом в процес.се компенсации обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала и, следовательно, отстройка от вариа- С ций электромагнитных свойств основы изделия, а зависимости фазы выходного 2 сигнала преобразователя от вариаций толщины для различных материалов покрытия принимают вид пучка прямых, © исходящих из точки, где толщина покрытия равна нулю. 1 ил.

Целью изобретения является расширение номенклатуры материалов определяемых покрытий за счет отстройки от влияния колебаний электромагнитных свойств материала основы и удельной электрическбй проводимости покрытий.

На чертеже приведена структурная схема варианта устройства для реали1562680 зации вихретокового способа определения толщины покрытий. устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного тока, преобразователь 2 с экраном из материала покрытия (He показан), блок 3 компенсации, выполненный из одного компенсирующего узла, фазометрический блок 4 и блок 5 обработки, выход которого является выходом устройства в целом. Вторые входы блока

3 компенсации и фазометрического блока 4 подключены к выходу генератора 1.

Способ основан на том, что годографы сигнала, вносимого контролируемым изделием в преобразователь, гомотетичны с центром в гочке компенсации, где толщина контролируемого покрытия стремится к бесконечности.

При этом использование в качесгве эталонного (или компенсирующего) изделия из материала покрытия с удель-. ной электрической проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия, позволяет представить зависимости фазы выходного сигнала преобразователя (при вариациях толщины покрытий из различных металлов) в виде пучка прямых, сходящихся в точке с нулевой толщиной покрытия. В связи с этим отпадает необходимость изготовления и последующего использования при ком" пенсации и-го количества эталонных изделий. Более того, поскольку крутизна фазовых характеристик увеличивается по мере увеличения различий удельных электрических проводимостей контролируемого покрытия и эталонного изделия, повышается точность измерений толщины покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 обеспечивает питание переменным током преобразователя 2 с экраном, Перед измерениями осуществляют компенсацию выходного сигнала преобразователя 2 с экраном. Для этого в зоне контроля преобразователя

2 размещают эталонное изделие из материала покрытия с удельной электри ческой проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия. Так, например, при измерении толщины покрытий из серебра (удельная электрическая проводимость 62 ИСм/м), меди (58 MCM/м), золота (40 MCM/м) и алюминия (36 MCM/м), нанесенных на основу из сплавов, удельная электрическая проводимость которых изменяется от дюрали (26 МСм/м) до бронзы (10 МСм/м), удельную электрическую проводимость эталонного изделия выбирают равной 36 MCM/м, что сокращает их количество в три раза.

В процессе компенсации обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала преобразователя 2 с экраном и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы изделия при измерениях толщины покрытия, а зависимости фазы выходного сигнала преобразователя от вариаций толщины для различных материалов покрытия принимают вид пучка прямых, исходящих из точки, где толщина покрытия равна нулю.

В процессе измерений в зоне контроля вместо эталонного изделия размещают контролируемое изделие и с помощью фазометрического блока 4 измеряют фазу выходного сигнала преобра-, зователя 2.

На выходе блока 5 обработки действует напряжение, пропорциональное толщине покрытия. При смене покрытия в блоке 5 осуществляется переход на фазовую характеристику, соответствующую другому материалу покрытия, В силу гомотетичности годографов выходного сигнала преобразователя 2 с экраном выходное напряжение блока

5 не зависит также от вариаций электромагнитных параметров основы изделия.

Таким образом, способ позволяет сократить до минимума количество эталонных изделий, в связи с этим существенно упростить контроль, а также увеличить его точность при контроле различных покрытий. !

Поскольку годографы выходных сигналов преобразователей накладного и проходного типов качественно не различаются, способ может найти применение при контроле двухслойных изделий с плоской и цилиндрической поверхностью, т.е. в виде листов труб, стержней и т.п.

Формула изобретения

Вихретоковый способ определения толщины покрытий, заключающийся в

1562680 делия.

Составитель И.Кесоян

Техред Л,Олийнык Корректор М.Кучерявая

Редактор Г.Гербер

Заказ 1054 Тираж 511 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 том, что преобразователь с экраном из материала покрытия размещают над, эталонным изделием из материала покрытия толщиной, много большей глубины проникновения в материал электромагнитного поля, и компенсируют выходной сигнал преобразователя, устанавливают преобразователь над контролируемым изделием, измеряют фазу

I сигнала выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием в преобразователь и по ее величине определяют толщину покрытия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расшире5 ния номенклатуры материалов определяемых покрытий, используют эталонное изделие из материала покрытия из контролируемого диапазона с удельной электрической проводимостью наиболее близкой к удельной электрической проводимости основы контролируемого из