Способ бесконтактного неразрушающего контроля толщины пленочного покрытия изделия

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения и контроля толщины пленочных покрытий бесконтактными, в частности термометрическими методами. Цель изобретения - повышение точности за счет контроля большего участка поверхности изделия - достигается за счет нагрева поверхности изделия подвижным точечным источником тепловой энергии. При этом термоприемник устанавливается на фиксированном расстоянии от источника и перемещается с той же скоростью . Для определения толщины покрытия находят два значения скорости перемещения источника с термоприемником, при которых температуры, измеряемые термоприемником , равны двум ранее выбранным значениям.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1733917 А1 (si)s G 01 В 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

Ю 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4283674/28 (22) 13.07,87 (46) 15,05.92. Бюл, N 18 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В,Н. Чернышев, А.П. Пудовкин, Т.И. Чернышева и Н,В. Юдина (53) 620,179.132.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1661565, кл. G 01 В 7/06, 1988. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измереИзобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения и контроля толщины пленочных покрытий бесконтактными, в частности термометрическими методами.

Цель изобретения — повышение точности за счет контроля большего участка, поверхности изделия.

На чертеже приведена схема контроля толщины пленочного покрытия изделия данным способом.

Источник 1 тепловой энергии (например, лазер ИЛГН-704 с коэффициентом сов средоточения К = 0,3 мм и регулируемой мощностью) и термоприемник 2 установлены с возможностью перемещения::тносительно контролируемого иэделия 3. Выход термоприемника подключен к первому входу вычитающего устройства 4, на второй вход которого подается с блока 5 задания температур напряжение уставки, моделируния и контроля толщины пленочных покрытий бесконтактными, в частности термометрическими методами, Цель изобретения— повышение точности за счет контроля большего участка поверхности изделия — достигается за счет нагрева поверхности изделия подвижным точечным источником тепловой энергии. При этом термоприемник устанавливается на фиксированном расстоянии от источника и перемещается с той же скоростью. Для определения толщины покрытия находят два значения скорости перемещения источника с термоприемником, при которых температуры, измеряемые термоприемником, равны двум ранее выбранным значениям. 1 ил, ющей величину заданной температуры Т ад.

Разностный сигнал с выхода вычитающего устройства 4 через усилитель 6 мощности поступает на реверсивный двигатель 7, вал которого кинематически соединен с реохордом потенциомегра 8, который подключен к источнику 9 питания. Сигнал с реохорда 8 подается на двигатель 10 постоянного тока, который через механизм 11 перемещения соединен с источником 1 тепловой энергии и термоприемником 2. Двигатель 10 соединен также с тахогенератором 12, выход которого подключен к микропроцессору 13.

Способ бесконтактного неразрушающего контроля толщины пленочного покрытия изделия осуществляют следующим образом.

Включают источник 1 тепловой энергии и расчетным или экспериментальным путем подбирают его мощность ц так, чтобы температура в зоне ràãðàBà не превышала тем1733917 с Х

% Тзад (и

V2 V1 Тзад2

55 пературы термодеструкции материала покрытия. Выбирают два различных значения темпеРатУРы Тз,д.1 и Т„д.2, меньшие максимальной температуры нагрева поверхности покрытия. Устанавливают термоприемник 2 на фиксированном расстоянии R от источника 1 тепловой энергии так, чтобы в точке измерения температуры при неподвижном источнике температура была выше выбранных значений.

Начинают перемещать источник 1 тепловой энергии вместе с термоприемником 2 над поверхностью изделия 3 с постоянной скоростью V< При этом на входы вычитающего устройства 4 подаются сигналы от термоприемника 2 и сигнал с блока 5, соответствующий первому выбранному значению температуры Тзад1. Разностный сигнал Ь Т (V) с выхода вычитающего устройства через усилитель 6 мощности поступает на реверсивный двигатель 7, который в зависимости от знака и величины рассогласования перемещает в ту или иную сторону реохорд 8 потенциометра, который изменяет напряжение питания двигателя 10, тем самым изменяя число его оборотов. Двигатель 10 через механизм перемещения увеличивает или уменьшает скорость перемещения источника 1 энергии и термоприемника 2 до тех пор, пока температура в точке ее измерения не станет равной значению Тзад1. При этом в микропроцессоре регистрируется скорость V> перемещения источника 1 тепловой энергии и термоприемника 2. Затем с блока 5 задания температур на вычитающее устройство 4 подается сигнал уставки, соответствующий второму выбранному значению температуРы Тзад.2, и аналогично находитсЯ скоРость

V2 перемещения источника 1 и термоприемника 2, при которой в точке измерения темпеРатУРы бУдет Равна Тзад,2

Затем вычисляется среднее значение теплопроводности изделия с покрытием и определяется искомая толщина покрытия

Лизм лт

hP = hMBKc лп — лт где hMBKc — максимально возможная в тепловом отношении толщина покрытия, при ко5 торой теплофизические свойства тела, на которое нанесено покрытие, не оказывают влияния на формирование температурного поля поверхности;

g, ilT — коэффициенты теплопроводно10 сти покрытия и тела изделия соответственно, Алгоритм расчета искомой толщины хранится в оперативной памяти микропроцессора.

Данный способ позволяет с большой оперативностью и высокой точностью контролировать толщину пленочного покрытия на большой площади поверхности изделия.

Формула изобретения

20 Способ бесконтактного неразрушающего контроля толщины пленочного покрытия изделия, заключающийся в том, что осуществляют нагрев контролируемой поверхности изделия с помощью источника

25 тепловой энергии, мощность которого подбирают так, что температура в зоне нагрева не превышает температуру термодеструкции материала покрытия, измеряют температуру поверхности покрытия с помощью подвижного термоприемника, выбирают два различные значения температуры меньше максимальной температуры нагрева поверхности покрытия, выбирают параметр, характеризующий движение термоприемника, изменяют выбранный параметр и находят два его значения, при которых температура в точке ее измерения будет соответственно равна первому или второму выбранному значению, и определяют иско40 мую толщину покрытия, используя найденные значения параметра, выбранные значения температур и значение мощности источника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет контро45 ля большего участка поверхности изделия, нагрев осуществляют подвижным точечным источником тепловой энергии, термоприемник и источник располагают на фиксированном расстоянии друг от друга и перемещают их параллельно друг другу над поверхностью изделия с одинаковой скоростью, а в качестве параметра движения выбирают скорость их перемещения.

1733917

Составитель Л.Степанов

Редактор М,Бандура Техред lß,Ìoðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 1662 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101