Устройство для измерения толщины магнитных поверхностных слоев Советский патент 1986 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины и качества ферромагнитных покрытий, в частности никелевых.

Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет снижения вли ния внутренних напряжений покрытия и шероховатости его поверхности .на результаты контроля.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит рычаг 1, постоянный магнит, выполненный из двух частей; верхней 2 и нижней 3 в виде шарового сегмента, немагнитную оболочку 4, противовес 5, спиральную пружину 6, индикаторную стрелку 7 и шкалу 8.

Материалом немагнитной оболочки 4 может служить хром, нанесенный гальваническим путем. Ее толщина выбирается из следующих условий:

0, Rjl,29

10ч

JM - 0,25- (1)

макс

- (0.5R - h,),

где Rj, - радиус шарового сегмента,

ММ|

t - толщина оболочки, мм; l - намагниченность материала постоянного магнита, кА

IT

- верхний предел контролируемых толщин покрытий, мм.

Устройство работает следующим образом.

При определении толщины, например никелевых покрытий на немагнитной основе постоянный магнит, помещенный на поверхность покрытия, притягивается к нему с силой, пропорциональной толщине ферромагнитного покрытия.

Закручивание внутреннего конца спиральной пружины 6 приводит- к постепенному увеличению крутящего момен та, действующего на рычаг 1 и стремящегося оторвать нижнюю часть 3 постоянного магнита с оболочкой 4 от покрытия. При повороте индикаторная стрелка 7 перемещается по шкапе 8 и в момент равенства сил притяжения и отрыва по углу закручивания внутреннего конца спиральной пружины 6 посредством отсчета показаний по шкале 8 определяют толщину никелевого покрытия. При этом нижняя 3 и верхняя 2 части магнита намагниче

мы согласно. Внешнее поле магнита намагничивает прилегающий участок ни келевого покрытия до наЬьшдания и поэтому показания на шкале 8 пропорцио- нальны измеряемой толщине.

В качестве примера рассмотрим постоянный магнит из материала самарий-кобальт марки КС37А, имеющий намагниченность 557 кА . Для созм

Дания на оболочке толщиной 0,070 мм внешнего поля, достаточного для насы щения покрытия в диапазоне измеряемых толщин 0-h,,Q 0,3 мм, определим размеры шарового сегмента, рассматривая правое неравенство (1):

R,

h ми

+ t

rU940 0 -0,25 0,37

2 мм.

1.2 ,26

Постоянный магнит с радиусом 2 мм позволяет контролировать толщину никелевых покрытий с высокой точностью в диапазоне 2-300 мкм. При толщине свьше 300 мкм наблюдается отклонение от линейности зависимости силы притяжения - толщина, на показаниях сказываются внутренние напряжения в Ьокрытии, и применение однопараметро вого метода контроля не эффективно

Применение оболочки из немагнитно го материала,обхватывающей сферическую поверхность шарового сегмента, позволяет отстроиться от влияния шероховатости поверхности магнитного покрытия вследствие удаления магнита от покрытия, что обеспечивает намагничивание покрытия более однородным полем. Кроме того, оболочка предохраняет от износа постоянный магнит в процессе эксплуатации. Нижний предел толщины немагнитной оболочки выб ран из условия отстройки от влияния шероховатости поверхностных слоев. Верхний предел толщины оболочки t ограничивается условием достижения квазинасьш(ения поверхностных магнитных слоев в зависимости от размеров шарового сегмента и величины намагниченности материала постоянного магнита.

Таким образом, применение постоянного магнита с защитной оболочкой, имеющего размеры, необходимые для обеспечения магнитного насыщения контролируемых магнитых слоев, позволило повысить точность измерения толщины магнитных покрытий.

31

По сравнению с известным устрой- IcTBOM погрешность измерения толщины никелевьгх покрытий предлагаемым уст- роййтвом уменьшилась До 4%, т.е. вдвое, а контролируемый диапазон возрос до 600 мкм.

Формула изоб ре тения

Устройство для измерения толщины магнитньпс поверхностных слоев по авт.св. № 1057901, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем шаровой сегмент нижней части постоянного

206677

магнита выполне-н с оболочкой из немагнитного материала, толщина которой выбирается из следующих условий

0,05 t i. RP ,29 10- П, - 0,25-

-(0,5R,

где t

толщина оболочки из немагнитного материала, мм; радиус шарового сегмента

нижней части постоянного

магнита, мн;

tr - намагниченность материала постоянного магнита, кА/м; верхний предел контролируемых толщин покрытий.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины и качества ферромагнитных покрытий, например никелевых. Целью изобретения является повьшение точности контроля путем снижения влияния внутренних напряжений покрытия и шероховатости его поверхности на результаты контроля. Устройство содержит рычаг 1, постоянный магнит, выполненный из верхней 2 и нижней 3 частей, немагнитную оболочку 4, противовес 5, спиральную пружину 6, индикаторную стрелку 7 и шкалу 8. При этом шаровой сегмент нижней части постоянного магнита выполнен с оболочкой КЗ немагнитного материала. Применение такой оболочки,обхватывающей сферическую поверхность шарового сегмента, позволяет отстроиться от влияния шероховатости поверхности магнитного покрытия вследствие удаления магнита от этого покрытия,чточ обеспечивает намагничивание покрытия более однородным полем. Приводится формула для вычисления толщины оболочки. Дополнительное к авт.ев, № 1057901. 1 ил. (Л ьо о О) Од sj