Способ измерения толщины слоев

 

Союз Советскик

Сецналистическия

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

807043

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заяалено03. 05. 79 (21) 2761282/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.81. Ьюллетень 89 7

Дата опубликования описания 2602.81 (51)М. Кл.

G 01 В 7/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (Щ УДК 620 ° 179.

-142. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретенмл

В.Г.Врандорф, Ю.Н.Кизилов и М.К.Урумов (71) Заявитель

Львовский лесотехнический институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИН61 СЛОЕВ

Изобретение относится к неразру ающему контролю изделий и,может быть использовано при измерении толщины слоев многослойных объектов.

Известен способ измерения толщины непроводящего слоя, расположенного на проводящей основе. При контроле толщины слоев двухслойного непроводящего объекта в процессе производства между слоями располагают электропроводящую прослойку, накладывают на поверхность иэделия источник переменного магнитного поля и по величине вносимого сопротивления от влияния вихревых токов в прослойке судят 15 о толщине слоя изделия (11 .

Однако при реализации этого способа возникает погрешность измерения из-за изменения электропроводности прослойки по площади, от изменения 20 температуры, от неоднородности ее электропроводности по поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения толщины слоев 25 многослойных изделий, заклвчавщийся в том, что при изготовлении иэделия между его слоями размещают межслойные элементы, располагают на одной из поверхностей изделия накладной индуктивный преобразователь и по величине сигнала этого преобразователя судят об измеряемых толщинах слоев, причем в качестве межслойных элементов используют систему линейных проводников, через которые поочередно пропускают переменный ток, в качестве измеряемого параметра используют индукцию магнитного поля линейного проводника с током 52) .

Однако способ обладает недостатком заключающимся в том, что направленность магнитного поля в точке наблюдения при неизменном ее удалении от проводника с током определяется не только полем участка проводника непосредственно под точкой наблюдения, а является интегральной суммой полей от соседних участков и всего контура.

Чем ближе эти участки от точки наблюдения, тем существеннее их вклад в значение поля в этой точке. Напряженность поля в рассматриваемой точке над проводником является не только функцией расстояния ее от проводника, т.е. толщины слоя, но и функцией конфигурации этого проводника, т.е. формы изделий. Это приводит к существенной погрешности при измерении тол.щины слоев изделий, так как граду807043 ировочная характеристика устройства, реализующего известный способ, различна для разных участков закладного контура при одной и той же толщине слоя.

Кроме того, в известном способе существует влияния токоподводов на результат измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияния конфигурации изделий. 10

Указанная цель достигается за счет того, что в качестве межслойных элементов используют неферромагнитные цилиндрические трубки, поочередно перемещают по каждой иэ трубок шарик из электропроводящего неферромагнитного материала и фиксируют экстремум сигнала преобразования.

На чертеже изображено устройство для реализации способа измерения

20 слоев многослойных изделий.

Устройство содержит компрессор 1, соединяемый через пневматический коммутатор 2 с неферромагнитными цилиндрическими трубками 3-6, заложенными, между слоями 7-11 изделия 12. 25

На поверхности изделия размещен индуктивный преобразователь 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Накладывают, например токовихревой преобразователь 13, на поверх-. ность контролируемого изделия 12.

М

Устанавливают коммутатор 2 в положение а, продувают с помощью компрессора электропроводящий неферромагнит- З ный шарик 14 по верхней трубке. В момент прохождения шарика 14 под токовихревым преобразователем 13 величина его сигнала 1х достигнет экстремального значения 1„ =1з„ .

При этом абсолютное значение этого экстремума 1 однозначно зависит эх от толщины слоя Тс,х . Полученное экстремальное значение фиксируют и по этому значению: 1эх и известной градуировочной характеристике опре- ф5 деляют значение измеряемой толщины

Тдх. Переключают коммутатор 2 в положение Ь и повторяют указанные операции. Величина экстремального значения сигнала I преобразователя 13 пропорциональна толщине (Тп„4 Т х ).. Аналогичные операции выполйяют последовательно до положения (Z - 1) коммутатора 2. В этом случае значение -1 х сигнала преобразователя 13 пропорционально толщине (Т< х + Тбх + . ° . + Т Х + ...+Т(— j)jc);

Толщину i-ro слоя вычисляют как разность определенных ранее толщин ( и (t -1) слоев, т. е.

Т4х = ((Тс Х+ ТЕХ+ +Т;Х ) - (Т Х ЭХ+

+ ° ° (-р)х )l, Способ позволяет избавиться от погрешности измерения толщины, связанной с изменением конфигурации Ьбъекта контроля, т.е. производить измерение толщины слоев не только плоскопараллельных многослойных иэделий, но и изделий с переменной кривизной, s общем случае произвольной пространственной конфигурации.

Формула изобретения

Способ измерения толщины слоев многослойных иэделий, заключающийся в том, что при изготовлении изделия между его слоями размещают межслойные элементы, располагают на одной из поверхностей иэделия накладной индуктивный преобразователь и по величине сигнала этого преобразователя судят об измеряемых толщинах слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения влияния конфигурации изделий, в качестве межслойных элементов используют неферромагнитные цилиндрические трубки, поочередно перемещают по каждой из трубок шарик из электропроводящего неферромагнитного материала и фиксируют экстремум сигнала преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник "Неразрушающий контроль металлов и изделий". Под ред.

Г. С. Самойловича. М., "Иашиностроение", 1976, с. 250.

2.Авторское свидетельство СССР

9 619783, G 01 В 7/06, 1977 (прототип).

807043

262/60 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Составитель И.Кесоян

Редактор A.Øèøêèíà Техред N.Êoøòóðà Корректор Г.Решетник