Токовихревое устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитном проводящем основании

 

О П И С А Н И Е (и) 567086

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.05.73 (21) 1919850/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 15.08.77 (51) М, Кл.- G 01В 7/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР чо делан изобретений и открытий (53) УДК 531.717.01 (088.8) (72) Авторы изобретения В. К, Будкин, В. Г. Вяхорев, Л. И. Трахтенберг и В. В, Фоменко (71) Заявитель (54) ТОКОВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

НА НЕМАГНИТНОМ ПРОВОДЯЩЕМ ОСНОВАНИИ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано в устройствах для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитных проводящих основаниях.

Известно токовихревое устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитных проводящих основаниях, содержащее генератор переменного тока, измерительный преобразователь с компенсатором, усилитель, фазочувств ительный детектор и индикатор:(1).

Недостаток этого устройства состоит в невысокой точности из-за влияния на результаты измерения изменений удельной проводимости основания в широких пределах.

Наиболее близким по технической сущности изобретению является токовихревое устройство, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, измерительный преобразователь с компенсатором, усилитель, блок фазочувствительных детекторов активной и реактивной составляющих, сумматор, ключ, индикатор и канал измерен ия фазы выходного напряжения измерительного преобразователя, соединенный с ключом (2).

В этом устройстве влияния изменений удельной проводимости основания на результаты измерения толщины уменьшены, однако при контроле тонких изоляционных покрытий уменьшение влияния изменений удельной проводимос1и оснований все-таки

5 оказывается недостаточным из-за нестабильности канала измерения фазы выходного напряжения измерительного преобразователя.

Целью изобретения является увеличение точности измерения толщины тонких диэлект10 рических .покрытий в широком диапазоне изменений удельной проводимости основания.

Для этого описываемое устройство снабжено дополнительным сумматором и блоком нелинейной функции вида g=xe ", входы

15 дополнительного сумматора соединены с выходами блока нелинейной функции и основного сумматора, выход — с индикатором, а вход блока нелинейной функции через ключ соединен с выходом фазочувств ительного де20 тектора активной составляющей.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Токовихр евое устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий на не25 магнитном проводящем основании содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного тока, измерительный преобразователь 2 с компенсатором 3, усилитель 4 напряжения преобразователя, фазовращатели

30 5, 6, блок фазочувствительных детекторов, 567086

55 состоящий из детектора 7 активной составляющей и детектора 8 реактивной составляющей, ключ 9, индикатор 10, сумматор 11, дополнительный сумматор 12 и блок 13 нелинейной функции вида у=хе ".

Работа устройства заключается в следующем.

Генератор 1 подает питание на преобразователь 2 и компенсатор 3, компенсирующий напряжение преобразователя при наличии около него контролируемого изделия без покрытия с максимальной удельной провод имостью основания. Напряжение преобразователя усиливается и подается на входы фазочувствительных детекторов 7, 8. Фазочувствительный детектор 7 настроен в квадратуре с током возбуждения преобразователя, а фазочувствительный детектор 8 — в фазе, причем его выходное напряжение имеет противоположную полярность относительно выходного напряжения фазочувствительного детектора

7. Напряжение с выходов детекторов суммируется сумматором 11. Кроме того, выходное напряжение детектора 7 активной составляющей напряжения преобразователя преобразуется ключом 9 и блоком 13 нелинейной функции у=хе- и суммируется дополнительным сумматором 12 с выходным напряжением сумматора 11. Выходное напряжение дополнительного сумматора 12 регистрируется индикатором 10 толщины д иэлектрических покрытий. Увеличение точности измерения толщины покрытия при малых значениях удельной проводимости основания доспигается путем дополнительного суммирования выходного напряжения сумматора 11 с напряжением, имеющим обратный относительно суммарного выходного напряжения фазочувствительных детекторов характер изменения удельной .проводимости и не зависящим от толщины покрытий.

Так как при достаточно большых значениях удельной проводимости основания результаты измерения практически не зависят от величины удельной проводимости, то воздействие на блок 13 нелинейной функции, а следовательно и на вход дополнительного сумматора 12 выходного напряжения фазочувствительного детектора 7, соответствующего большим значениям удельной проводимости, может вызывать увеличение погрешности измерения толщины покрытий. Устранение этого влияния выходного напряжения фазочувствительного детектора 7 осуществляется с помощью ключа 9, включенного между выходом детектора и входом блока 13 нелинейной функции и имеющего уровень срабатывания, равный выходному напряжению фазочувствительного детектора 7 активной состав4 ляющей. В результате преобразования выходного напряжения фазочувствительного детектора активной составляющей ключом 9 и блоком 13 нелинейной функции зависимость напряжения на одном из входов дополнительного сумматора 12 от изменения удельной проводимости основания имеет обратный характер относительно зависимости выходного напряжения сумматора 11. На другой вход дополнительного сумматора 12 подается выходное напряжение сумматора 11. В результате дополнительного суммирования выходных напряжений блока 13 нелинейной функции и сумматора 11 выходное напряжение дополнительного сумматора 12, поступающее на индикатор 10, пропорционально толщине диэлектрического покрытия и не зависит в широких пределах от изменений удельной проводимости основания.

Введение в схему устройства дополнительного сумматора и блока нелинейной функциа вида у=хе- и осуществление дополнительного суммирования выходного напряжения блока нелинейной функции с суммой выходных напряжений фазочувствительных детекторов уменьшает погрешность измерения толщ ины от изменения удельной проводимости основания до величины, не превышающей

+-4 О/О.

Формула изобретеняя

Токовихревое устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий на немагнитном проводящем основании, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, измерительный преобразователь с компенсатором, усилитель, блок фазочувствительных детекторов активной и реактивной составляющих, сумматор, ключ и индикатор, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения толщины тонких диэлектрических покрытий в широком диапазоне изменений удельной проводимости основания, оно снабжено дополнительным сумматором и блоком нелинейной функции вида у=хе ", входы дополнительного сумматора соединены с выходами блока нелинейной функции и основного сумматора, выход — с индикатором, а вход блока нелинейной функции через ключ соединен с выходо м фазочувствительного детектора активной составляющей.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Валитов А. M.-3, Шилов Г. И. Приборы и методы контроля толщины покрытий, Л., «Машиностроение», 1970.

2. Авторское свидетельство СССР Мю 332313, кл. G 01В 7/06, 1970.

567086

Составитель А. Смирнов

Техред А. Камышникова

Редактор О. Юркова

Корректор Л. Орлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1849/15 Изд. Ха 602 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4i5