Устройство для контроля толщины покрытий на ферромагнитной основе Советский патент 1986 года по МПК G01N27/83 

112

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может , . быть использовано для контроля толщины немагнитных электропроводных покрытий на ферромагнитной основе.

Целью изобретения-является повышение точности контроля за счет учёта влияния зазора между системой намагничивания и основой изделия при изменении толщины покрытия.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содерлсит последовательно соединенные генератор 1, блок 2 управления током намагничивания и обмотку 3 намагничивания преобразователя 4 Баркгаузена, последовательно соеднненгпле измерительную обмотку 5 преобразователя 4, предусили тель 6, фильтр 7, усилитель 8 и инди катор 95 последовательно соединен- пые фильтр 10 низких частот и усилитель 1 ,включенные мелоду выходом пред- усилителя 6 и вторым входом блока 2 управления ,последовательно соединен- вне блок 12 опорного напряжения у блок 13 сравнения и блок 14 управления сиг налом Баркгаузена, подключенными к второму входу индикатора 9 измерения. Второй вход блока 13 сравнения гюл.ключен к выходу усилителя 8, а второй вход фильтра 7 - к BTopo -fy входу блока 13 сравнения, Преобразователь 4 Баркгаузена уста- нoJЗлeн на изделии 15 с немагнитным покрытием 16,

Устройство работает следующим образом.

С генератора I через блок 2 управления током намагничивания на обмотку 3 преобра.зователя 4 Баркгаузена подают ток перемагничивания. При этом в ферромагнитном основании изделия 5 возникают шумы Баркгаузена, которые изменяются вследствие вихревого взаимо,п,е55;ствия с покрытием 16. Они поспрниимаются измерительной обмоткой 5 преобразователя 4 и усиливаются усилителем 6. Для исключения влияния величины зазора, образован- ного покрытием, и поддержания постоянной величины шумов Баркгаузена в изделии величина тока перемагничивания изменяется управляющшх сигналом низкочастотной составля ощей спектра ЭДС шумов Баркгаузена, кото- рая выделяется фильтром 10 нижних частот, усиливается усилителем 11 И

5

5

51

0

О

0

5

0

45

50

55

12

поступает на блок 2 управления. В блоке 2 происходит сравнение поступающих на его входы сигналов: постоянной амплитуды с генератора 1 и изменяющегося, в зависимости от за-, зора между преобразователем 3 и изделием 13, с усилителя 1, при этом ток перемагничивания будет из- ,меняться.

Высокочастотная информативная часть спектра шума Баркгаузена из сигнала преобразователя 4 выделяется фильтром 7 верхних частот, который выполнен управляемым, например с изменяемой полосой пропускания от напряжения на его управляющем входе. После усиления усилителем 8 сигнал поступает на индикатор 9. При измерении проводящих нокрытий в большом , диапазоне толщин, например от 3 до 100 мкм,, сигнал Баркгаузена будет иметь различный характер, т.е. степень неравномерности затухания. Степень неравномер ности .затухания растет с изменением толщины слоя покрытия 16. Для уменьшения ее влияния изменяют полосу пропускания фильтра 7 верхних . частот сигналом с блока 3 сравнения (для больших толщин ее смещшот в низкочастотную область, а малых - в высокочастотную). При этом одновременно должна приводиться в соответствие чувствительность индикатора 9 (или смена его преде- лов измерения) по второму входу. Эта операдия осуществляется блоком 14 управления сигналом Баркгаузена путем изменения напряжения на его выходе в зависимости от напряжения . на входе. Наиболее просто можно осуществить этот алгоритм операдион- ным усилителем с дифферендиальным входным каскадом, на одном из входов которого поддерживается постоянное напряжение смещения, а на второй подается изменяемый сигнал с блока 13 сравнения. Блок 12 опорного напряжения задает начальный сигнал рассогласования, позволяющий настроить устройство на эталонную толщину покрытия.

Таким образом, повышение точности контроля толщины достигается за счет учета вл1-1яния изменения зазора между намагничивающей системой преобразователя и изделием,за счет учета, характера изменения затухания шумов Баркгаузена в покрытии.

312805

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины покрытиц на ферромагнитной основе, содержащее последовательно соединен- ные генератор, блок управления током намагничивания и обмотку намагничивания преобразователя Баркгаузена, последовательно соединенные измерительную обмотку преобразователя Бар- 0 кгаузена, предусилитель, фильтр, усилитель и индикатор, последовательно соединенные фильтр низких частот и усилитель низких частот, включен114

ные между выходом предусипителя и вторым входом блока управления токо намагничивания, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными блоком опорного напряжения, блоком сравнения и блоком управления сигналом Баркгаузена, подключенными к второму входу индикатора, второй вход блока сравнения подключен к второму выходу усилителя, а второй вход фильтра подключен к второму выходу блока сравнения.

Устройство предназначено для контроля толщины немагнитных электропроводных покрытий на ферромагнитной основе магнитошумовым методом. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет учета влияния зазора между системой намагничивания и изделием и за счет учета характера изменения вихретокового затухания шумов Баркгаузена в покрытии. В первом случае сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей ЭДС шумов Баркгаузена катушки 5 через фильтр 10 и усилитель 11 управляет величиной тока блока 2 управления намагничиванием. Во втором случае фильтр 7 выполнен с управляемой полосой анализа так, что при изменении характера затухания шумов Барк- гаузена в покрытии появляется сигнал рассогласования в блоке 13 сравнения, который управляет полосой фильтра 7. Блок 14 управления осуществляет переключение шкалы индикатора 9 измерения согласно с сигналом блока 10. 1 ил. а «1