Способ измерения толщины поверхностно обработанных слоев ферромагнитных электропроводящих изделий Советский патент 1988 года по МПК G01B7/06 

N

7

1м

з;

СО

со

00 СХ) 4&

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения TOjimumj поверхностно обработаишох слоев ферромагнитных электропроводящих изделий.

Цель изобретения - повышение чувст вительности путем подмАгничивания поверхностно обработанного слоя постоянным магнитным полем с оптимальной напряженностью,

На чертеже показана схема измерения.

Схема контроля содержит образцовую пластину 1, выполненную из материала основы контролируемого изделия 2 со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного слоя. Контролируемое изделие 2 имеет поверхностно обработанный слой 3, на кото- ром размещается образцовая пластина 1. Кроме того, схема контроля состоит из намагничивающей системы, образованной электромагнитом 4 с обмоткой 5, подключенной через регулятор 6 напряжения k источнику 7, а также измерительного преобразователя 8, образованного возбуждающей обмоткой 9, двумя дифференциально включенкыг-ш измерительными обмотками 10 и П к на- мападчивающей катушкой 12.

Способ реализуется следующим образом,

В намагничивающую катушку 12 подают переменный синусоидальный ток определенной частоты, создавая, таким образом, электромагнитное поле, пронизьгаающее образцовую пластину 1 и проникающее в изделие 2 на глубину

превышающую толщину поверхностно обработанного слоя 3.

Регулятором 6 напряжения плавно изменяют ток в обмотке 5 электромагнита и намагничивающей катушке 12, добивая.сь максимального сигнала на выходе измерительного преобразователя 8, который соответствует максимальному значению магнитной проницаемости основы контролируемого изделия 2 и максимальному различию в магнитных проницаемостях основы контролируемого изделия 2 и поверхностно обработанного слоя 3. Через намагничивающую катушку 12 Пропускается переменный ток с частотой 1-10 кГц и с шагом 200 Гц, обеспечивающим минимальный шаг по глубине в 0,01 мм, не выводя измерительный преобразоваo

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вительности. Ширина этой области измеряемого тока обычно на практике ограничена частотой 10 кГц. О глубине поверхностно обработанного слоя 3 судят по максимальной разности выходного сигнала измерительного преобразователя 8 на смежных частотах.

Таким образом, введение эталонной пластины 1 позволяет работать на более низких частотах в области максимальной чувствительности измерительного преобразователя 8 и тем самым повысить чувствительность способа При контроле TDitKHx поверхностно обработанных слоев 3, В свою очередь, использование дополнительного под- магничивания именно эталонной пластины 1, а не основы контролируемого изделия 2, с помощью подмагничиваю- щей системы с изменяющейся напряженностью магнитного поля позволяет также повысить чувствительность способа благодаря тому, что такое подмагни- чивание (при незначительном изменении магнитных свойств эталонной пластины 1 к поверхностно обработанного слоя 3, так как они магнитожестки) сильно изменяет величину магнитного потока, нормально поверхности контролируемого изделия 2 при достижении напряженности подмагничивающего поля величины, достаточной для подмагни- чивання верхнего участка (контактирующего с поверхностно обработанным слоем.3) основы контролируемого изделия 2, тем самым выводя значение магнитной проницаемости этого участка основы (а не всей основы, что в ряде случаев по технологическим причинам нежелательно) на максимум.

Это позволяет достичь максимального различия в магнитных проницаемостях основы контролируемого изделия 2 и поверхностно обработанного слоя 3 с эталонной пластиной 1, т.е. более четко определяется граница, а также происходит резкий скачок магнитного потока через сердечник.измерительного преобразователя 8 благодаря еще и появлению нормальной составляющей магнитного поля при замыкании силовых линий магнитного поля через основу контролируемого изделия 2.

Форму л а изобретен и. я Способ измерения толщкшы поверх

Изобретение относится к нераз- .рушающе.му контролю и может быть ис польаовано для измерения тол1цины поверхностно обработанных слоев ферромагнитнъпс электропроводящих изделий. Повышение чувствительности достигается путем оптимального подмагничивания коитролируемого участка. Величину оптимального подмагничивания определяют с помощью образцовой пластины 1, вьтолнепиой из материала основы со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного слоя. На образцовую пластину с помощью электромагнита 4 воздействую постоянным магнитным полем с непрерьшио изменяющейся напря;кенностью, выбирают ее .оптимальную величину и проводят измерение при намагничивании контролируемого участка полем оптимальной на- пряженностй, задаваемой намагничивающей катушкой 12. 1 йл. (Л

тель 8 из области максимальной чувсг-. . ностно обработанных слоев ферромагнитных электропроводяпшх изделий, заключающийся в том. Что размещают эле- ктромагнитный- преобразователь в зоне кoнтpoляi изменяют непрерьшно частоту тока возбуждения электромагнитного преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение вихревых токов на глубину от нескольких долей толщин поверхностно обработанного слоя до величины, равной или большей толщины этого слоя, определяют разность выходных сигналов электромагнитного преобразователя на смежных частотах, а толщину слоя определяют как функцию той частоты, на которой эта разница максимальна, о т л и ч а

ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, предварительно размещают на поверхности контролируемого изделия образцовую пластину из материала основы со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного слоя, на образцовую пластину воздействуют постоянным магнитным полем с непрерывно изменяющейся напряженностью, выбирают значение напряженности магнитного поля, при котором сигнал на выходе электромагнитного преобразователя максимален, и намагничивают полем с выбранной напряженностью контролируемый участок в момент измерения.