Способ измерения толщины слоев Советский патент 1983 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к средства неразрушащего контроля изделий и может быть использовано при измерении толщины слоев многослойных объектов в любой отрасли машиностроения.

По основному авт. св. N 8Q70k3 известен способ измерения толщины слоев многослойных крупногабаритных непроводящих изделий, заключающийся в том, что при изготовлении изделия между его слоями размещают неферромагнитные цилиндрические трубки, перемещают по каждой из трубок шарик из электропроводящего неферромагнитного материала, располагают на одной из поверхностей изделия накладной индуктивный преобразователь, фиксируют экстремумы синалов этого преобразователя. По величине этих экстремумов судят об измеряемых толщинах tl 1.

Недостаток указанного способа заключается в том, что при его использовании предъявляются жесткие требования к закладным диэлектрическим трубкам и, в частности, к их внутреннему диаметру, который должен быть калиброванным, отклонения его в сторону уменьшения могут привести к заклиниванию проводящего неферромагнитного шарика. Это явление возможно и на участках изделий с малым радиусом кривизны и в случае резких изломов трубок вызванных конфигурацией изделия.

Кроме того, при создании многослойных непроводящих изделий технологией в ряде случаев предусмотрена последуюи1ая термообработка, при которой возникают значительные внутренние напряжения, которые могут вызвать деформацию закладных диэлектрических трубок, что также, может привести к уменьшению их внутреннего диаметра и, следовательно, к заклиниванию проводящего шарика..

При контроле многослойных изделий следует применять трубки возможно меньших диаметров. Это обстоятельство особенно важно для изделий с малыми толщииами слоев. Однако уменьшение внутреннего диаметра возможно до определенного предела, ниже которого использование известного способа невозможно, так как допуски на изготовление диэлектрических нейерромагнитных трубок и шарика

0370592

становятся столь жесткими, что производство их требует уникальных условий производства и становится очень дорогим.

5 Цель изобретения - упрощение способа

Поставленная цель достигается тем, что по трубкам поочередно пропускают непроводящую жидкость, а ша1,0 Рик представляет собой каплю несмешивающегося с жидкостью проводящего неферромагнитного материала. На чертеже представлен вариант устройства для реализации способа 15 Устройство содержит последовательно соединенные диэлектрические трубки 1, заложенные между слоями 2 изделия. Трубки 1 соединены с двумя входами гидроцилиндра 3, поршень 2Q которого соединен с выходом реверсивного привода Ц, а его входы соединены с выходами преобразователей 5, например индукционных, расположенных на входе и выходе диэлектрических трубок 1 в изделие.

На поверхности контролируемого изделия 6 размещают вихретоковый преобразователь 7. В непроводящую жидкость 8 помещают шарик, представляющий собой каплю 9 проводящего неферромагнитного материала.

Осуществляют способ следующим образом.

Накладывают преобразователь 7. например вихретоковый, толщиномера 5 (не показан) на поверхность контролируемого изделия 6. Под действием реверсивного привода ;поршень гидроцилиндра 5 приводит в движение непроводящую жидкость 8 с каплей 9 несмешивающегося с ней проводящего материала. В момент прохождения проводящей .капли 9 под вихретоковым преобразователем 7 по верхней трубке величина сигнала преобразователя Достигнет экстремального значения Е( этом абсолютное значение экстремума Е однозначно зависит от толщины слоя Т./. Полученное экстремальное значение фиксируют и по значению )И известной градуировочной характеристике определяют значение . измеряемой толщины Т. слоя. При прохождении проводящей каплей 9 следующей трубки абсолютное значение экстремального значения сигнала Е преобразователя 7 пропорционально толщине (T y- -Tojj). Аналогичные операции выполняют последовательно до тех пор,

пока проводящая жидкость не пройдет нижнюю трубку. В этом случае значение Е,, «сигнала преобразователя 7 пропорционально толщине (1.+1,,+,...,+ Т|,. . . , . Пройдя нижнюю трубку, проводящая капля 9 приближается к индукционному преобразователю 5, на его выходе появляется управляющий, сигнал , который подается на вход реверсивного привода 4. Привод изменяет направление движения поршня гидроц14линдра 3 на противоположное. После реверса перемещают преобразователь 7 на другую контрольную точку при этом жидкость 8 в гидроцилиндре 3 наминает перемещаться в противоположном направлении. В этом случае проводящая капля 9 будет перемещаться от нижней трубки к верхней, проходя последовательно все трубки. Измерения толщины осуществляются аналогично. Пройдя верхнюю трубку, провдящая капля 9 приближается к индукционному преобразователю з и при определенном расстоянии от него на его выходе появляется управляющий сигнал, который подается на вход

реверсивного привода k, который изменяет направление движения поршня гидроцилиндра 3 на противоположное и цикл повторяется. Толщину 1-го слоя вычисляют как разность определенных ранее толщин 1 и (1-1) слоев,

т.е. Ту

(-1Х)При прохождении каплевидного объема проводящего неферромагнитного материала по диэлектрическим неферромаг1 итным трубкам требования к их геометрическим размерам значительно снижается. При этом допустимы отклонения внутреннего диаметра в сторону его уменьшения. Кроме того допустимы самые различные изменения конфигурации трубок вплоть до резких изломов. Габариты контролируемого изделия могут быть значительно меньше, чем при использовании известного способа.

Необходимое количество проводящего материала капли определяется внутренним диаметром диэлектрических трубок и будет тем меньше, чем меньшие диаметр.

способ ИЗМЕРЕНИЯ ТОДЩШ. СЛОЕВ по авт. св. ff , отличающийся тем, что, с целью упрощения способа по трубкам поочередно пропускают непроводящую жидкость,а шарик представляет собой каплю несмешивающегося с жидкостью проводяи1его неферромагнитного материала. Од О сл со