Способ неразрушающего контроля толщин неметаллических покрытий Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам неразрушающего контроля, и может быть использован.о для контроля толщин неметаллических покрытий на любом основании, электрофизические параметры которого отличаются от соответствующих параметров покрытия.

Цель изобретения - повышение чувствительности и достоверности результатов неразрушающего контроля путем выделения информативного параметра в виде двух составляющих потока поля, инвариантнык к изменению коэффициента передачи.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - упрощенная электрическая схема первичного преобразователя; на фиг. 3 - схема расположения электродов чувствительного элемента первичного преобразователя.

Устройство содержит первичный пре- образователь 1, блок 2 управления, триггеры 3 и 4, генератор 5 зондирующих импульсов, преобразователь 6 временного интервала в число импульсов, реверсивный счетчик 7, четыре регистра 8 - 11, цифроанапоговые преобразователи 12 и 13, аналоговый индикатор 14 и цифровой индикатор 15,

Чувствительный элемент первичного преобразователя 1 состоит из диэлектрической подложки 16 с малым температурным коэффициентом расширения, на которую нанесены три секционированных низкопотенциальных электрода 17, расположенных соосно с центральным высокопотенциальным электродом 18. ,Электроды 17 соединены .резистивными элементами 19 со схемой обработки сиг- i нала в виде емкостного накопителя 20, переключателя 21, операционного усилителя 22 и формирователя 23.

Резистивным элементом R низкопотен п aльный секционированный электрод, расположенный наиболее близко к центральному высокопотенциальному электроду 18, соединен с емкостным накопи телем 20. Второй секционированный низкопотенциальный электрод соединён ре- зистивным элементом Rj с ключом П, переключателя 21, который соединяет указанный электрод с емкостным накопителем 20 либо с целью , имитирующей емкостной накопитель и эквивалент входного сопротивления операционного

.-

ь 2606672

усилителя с фиксированным (путем вы

бора ROJ./RP) коэффициентом передачи по напряжению. Крайний низкопотенциальный электрод соединеЕ резистивным

,элементом Rg с ключом П,, переключателя 21, которым могут осуществляться действия, аналогичные тем, которые реализуются ключом П,.

Способ осуществляют следующим образом.

Первичный преобразователь 1, предназначенный для данного класса объектов контроля, т.е. с некоторым начальным секционированием электродов,

обращают к однородной среде, например, к воздуху. Сигналом от блока 2 управления переключают триггеры 3 и 4 в положение, при котором ветви с резистивными элементами , оказыБаются подключенными к емкостному накопителю 20. Затем по сигналу от блока 2 управления от генератора 5 зондирующих импульсов на высокопотенциальный электрод 18 подается зондирующее воздействие в виде ор.н кочкого прямоугольного импульса напряжения или пакета таких импульсов и на цифровом индикаторе 15 регистрируют величину, пропорциональную полному потоку поля при однородной среде пространства, окружающего рабочую поверхность первичного преобразователя 1. Этот результат перезаписывается в регистр 8, к которому подключен цифроаналоговый

преобразователь 13, Переключают триггер 4 в положение, при котором ветвь

40

45

50

С резистивным элементом R оказывается отключенной (ключом Пд) от емкостного накопителя 20 и подключенной к цепи RgC, имитирующей емкостной накопитель и эквивалент входного сопротивления операционного усилителя. Результат, записанный в счетчике 7, обнуляется. Подают зондирующее воздействие на высокопотенциальный электрод 18 и результат, пропорциональный сумме двух составляющих потока, записывают в реверсивный счетчик 7 и регистр 9. Переключают триггер 3 в положение, при котором ветвь с резистивным элементом Rj оказывается отключенной (ключом П,) от емкостного накопителя 20. Реверсивный счетчик 7 при этом устанавливают в состояние вычитания. Снова подают зондирующее воздействие На высокопотенциальный электрод 18 и результат, пропорцио- .нальный первой составляющей потока.

записывают в регистр 10, т.е. результат, полученный в реверсивном счетчике 7. Реверсивный счетчик 7 обнуляют и переводят в состояние су1ями- рования.

Накладывают первичный преобра зова тель рабочей поверхностью на зону контроля образцового объекта контрол .с известным значением толщины покрытия; если поверхность шероховатая, то для исключения влияния воздушного зазора микронеровности зоны контроля заполняют смазкой, относительная диэлектрическая проницаемость которой незначительно отличается от относи- тельной диэлектрической проницаемост покрытия. Реверсивный счетчик 7 и регистр 11 (с цифроаналоговым преобразователем 12) переводят в периодический режим Запись-стирание, синхро- низированный с подачей на высокопо тенциальный электрод 18 периодически зондирующих воздействий. Триггеры 3 и 4 при этом переключают в исходное состояние, при котором ветви с резис тивными элементами R, R, снова оказываются подключенными к емкостному накопителю 20. Изменяя уровень напряжения генератора 5 зондирующих импульсов, подводимых к первичному преоб- разователю 1, устанавливают равенство патока поля его прежнему значению по эффекту достижения нулевьк показаний на аналоговом индикаторе 14,

После выполнения операции установления упомянутого равенства регистры 8 и 11 обнуляют, реверсивный счетчик 7 и генератор 5 зондирующих импульсов с установленным уровнем напряжения переводят в исходный режим, а затем повторяют вьшеизложенные преобразования величин, пропорциональных сумме двух составляющих потока поля в контролируемой среде (результат записывается в регистр 8) и пер- вой составлякщей потока поля в контролируемой среде (результат записывается в регистр 11). С помощью цифрового индикатора 15 последовательно считывают результаты, хранящиеся в регистрах 8 - 11, и по этим резуль- татам определяют отношение разности одной из составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствукнцей разности другой составлякяцей.

Накладывают первичный преобразователь рабочей поверхности на зону

контроля образцового объекта с другим известным значением толщины покрытия и, повторяя вьгшеизложенные действия, определяют отношение разностей потоков поля в однородной и контролируемых средах. Меняя секционирование электродной системы первичного преобразователя, устанавливают максимальную чувствительность по максимуму разности двух отношений для двух образцовых объектов контроля с известными толщинами покрытий, выделяя (или корректируя) указанными действиями составлякщие потока поля. Если граница раздела сред условно ;резкая, то установление необходимого ;секционирования в электродной систр- ме выполняют на основании предварительного решения на ЭВМ задачи о распределении частичных электрических зарядов в электродной системе при двух заданных толщинах с оптимизацией по максимуму указанного отношения Для объектов контроля, относящихся к одному классу, установленное секционирование электродной системы в общем не сохраняется неизменным, а может корректироваться, например, при изменении технологии обеспечения единообразия контактных условий.

О 5 2025 зо

,, Q j Q .

5

Формула изобретения

Способ неразрушаюЩего контроля толщин неметаллических покрытий, включающий регистрацию относительных изменений составляющих потока электрического поля в контролируемой среде при условии обеспечения постоянства потока поля путем изменения уровня приложенного напряжения, отличающийся тем, что, с целью-, повышения чувствительности и достоверности результатов неразрушающего контроля, выделяют две составлякщие потока поля с максимальными относительными изменениями противоположных знаков и регистрируют изменения этих двух составляющих потока относительно уровня их значений при однородной среде пространства, прилегающего к рабочей поверхности первичного преобразователя, а искомую толщину покрытия определяют по отношению разности одной из составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности, другой составляющей.,

(pt/г./

75

%

Tl

IT

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщин неметаллических покрытий на любом основании. Изобретение позволяет повысить чувствительность и достоверность измерения путем выделения информативного параметра в виде двух составляющих потока поля, инвариантных к изменению коэффициента передачи. При этом выделяют две составляющие потока поля с максимальными относительными изменениями противоположньк знаков и регистрируют изменения этих двух составляющих относительно уровня их значений при однородной среде пространства, прилегающего к рабочей поверхности первичного преобразователя, а искомую толщину определяют по отношению разности одной из составляющих потока поля в однородной и контролируемой средах к соответствующей разности другой составляющей. 3 ил.

.

у///////л

тш

i

/8IS17

ш

i

SI

(pi/a.«

Редактор М.Бандура

Составитель В.Николаев

Техред Л.Сердюкова Корректор .;Т.Колб

Заказ 5213/35 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Госуда;рственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Про вктная, 4