Способ определения толщины покрытий деталей с ферромагнитной основой Советский патент 1989 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения тол1чины защитных покрытий, нанесенных на ферромагнитную основу.

Целью изобретения является повышение точности определения толщины покрытий за счет отстройки от электрофизических свойств основы.

На фиг.1 представлено устройство, реализуюи1ее способ определения толщины покрытий; на фиг.2 - рабочая характеристика имитатора толщины покрытия .

Устройство содержит блок 1 намагничивания, электромагнитный преобразователь 2, выход блока 1 соединен с намагничивающей обмоткой 3 электромагнитного преобразователя 2. Измерительная обмотка k электромагнитного преобразователя 2 соединена с входом блока 5 обработки и измерения сигнала, пропорционального шумам Баркгау- зена, выход которого соединен с переключателем 6, имеющим четыре положения с контактами П1, П2, ПЗ, П4, каждый из которых соединен с соответст- вую1;;им входом одной из четырех ячеек 7-10 памяти блока 11 памяти. Выходы ячееек 7, 8 памяти соединены с входами блока 12 деления, а выходы ячеек 9 и 10 памяти - с входами блока 13 деления. Выходы блоков 12, 13 деления соединены соответственно с двумя , входами блока 1A умножения, третий вход которого соединен с выходом имитатора 15 толщины покрытия, а выход соединен с индикатором 1б.

сл

О5

сл

4

3151675

Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом.

и. ка

Перед началом работы электромагнитный преобразователь устанавливают на поверхность исследуемой детали со стороны покрытия и устанавливают переключатель 6 в положение П1 .В этом положении блок 1 намагничивания с намагничивающей обмоткой 3 электромагнитного преобразователя 2 осуществляет перемагничивание исследуемой детали 17. В детали 17 с перекрытием 18 возбуждаются шумы Баркгаузена. Они воспринимаются измерительной обмоткой k электромагнитного преобразователя 2, преобразовываются им в электрический сигнал, пропорциональный шумам Баркгаузена, который подается на вход блока 5 обработки и измерения сигнала, который выделяет значение электрического сигнала, соответствующее интенсивности магнитного шума, и измеряет это значение. С выхода блока 5 измеренное значение сигнала запоминается ячейкой 7 памяти бло 11 памяти, на вход которой поступает через переключатель 6.

Для дальнейшей работы устройства .перемещают электромагнитный преобразователь на поверхность эталонного образца 19, У которого на ферромагнитную основу из того же материала, что и у исследуемой детали, нанесено покрытие 20 известной толщины d, и устанавливают переключатель 6 в положение ПЗ.

В этом положении блок 1 намагничивания с намагничивающей обмоткой 3 электромагнитного преобразователя °2 осуществляет перемагничивание эталонного образца 20. При этом в образце 20 с покрытием 19 возбуждаются шумы Баркгаузена. Они воспринимаются измерительной обмоткой k электромагнитного преобразователя 2, преобразовываются в электрический .сигнал, пропорциональный шумам Баркгаузена в эталонном образце с покрытием, который подается на вход блока 5, выделяющий значение электрического сигнала, соответствующее интенсивности магнитного шума, и измеряет это значение. С ёыхода блока 5 измеренное значение сигнала U запоминается ячейкой 10 памяти блок 7 памяти, на вход которой поступает через переключатель 6.

Далее устанавливают электромагнитный преобразователь на поверхность исследуемой детали 18 со стороны, где покрытие отсутствует. Область, в которой устанавливают преобразователь, должна находиться на минимальном расстоянии от области ранее проведенного измерения, т.е. центр ее должен находиться на линии, перпендикулярной поверхности области с ферромагнитным покрытием и проходя- , щей через центр этой области.

Переключатель 6 устанавливают в положение П2. В этом положении блок 1 Намагничивания с намагничивающей обмоткой 3 электромагнитного преобразователя Z осуществляет перемагничивание исследуемой детали 18. При этом в детали 18 возбуждаются шумы Баркгаузена. Они воспринимаются измерительной обмоткой электромагнитного преобразователя 2, преобразовываются им в электрический сигнал, пропорциональный шумам Баркгаузена . в исследуемой детали без покрытия 17, который подается на вход блока 5. Блок 5 выделяет значение электрического сигнала, соответствующее интенсивности магнитного шума, и измеряет это значение. С выхода блока 5 измеренное значение сигнала U запоминается ячейкой 9 памяти блока 7 памяти, на вход которой поступает через переключатель 6.

Для дальнейшей работы устанавливают электромагнитный преобразователь на поверхность эталонного образца 20 со стороны, где покрытие отсутствует, и устанавливают переключатель 6 в положение n t. В этом положении блок 1 намагничивания с намагничивающей обмоткой 3 электрома - нитного преобразователя 2 осуществляет перемагничивание эталонного образца 20. При этом в эталонном образце 20 возбуждаются шумы Баркгаузена. Они воспринимаются измерительной обмоткой электромагнитного преобразователя 2, преобразовываются им в электрический сигнал, пропорциональный шумам Варкгаузена в эталонном образце без покрытия 19.

Блок 5 выделяет значение электрического сигнала, соответствующее интенсивности магнитного шума, и измеряет это значение. С вы хода блока 5 измеренное значение сигнала U4 запоминается ячейкой 10 памяти блока 11 памяти, на вход которой поступает через переключатель 6.

Из ячеек 7, 8 памяти значения сигналов и, и Uj поступают на входы блока 12 деления.В результате этого на выходе блока 12 сигнал пропорционален отношению ,. Из ячеек 9, 10 па- мяти значения сигналов U и U4 поступают на входы блока 13 деления. В результате этого на выходе блока 13 сигнал пропорционален отношению . С выходов блоков 12, 13 деления сигналы поступают на входы блока 1 умножения, на третий вход которого подан сигнал U(dj) с выхода имитатора 15 толщины покрытия. При этом на выходе, блока И умножения сигнал пропорционален значению

g.i.u(dp.

Имитатор толщины покрытия представляет собой высокостабилизированный регулируемый источник напряжения на выходе которого значение электрического сигнала может быть выставлено прямо пропорциональным толщине покрытия на эталонном образце с требуемой точностью. Пример рабочей характеристики имитатора толщины покрытия, представляющей собой зависимость выходного сигнала U(d,) от толщины эталонного покрытия d, показан на фиг.2 и может быть описан уравнением

uCdj) . ,-В- мм

K.-d

-г Э

де К , - коэффициент передачи имитатора 15 толщины покрытия, результате, индикатор 1б заВ

фиксирует значение сигнала, циональное значению

Uj.Ul

и

Р и,

и,

U(dO.

Определяемая толщина покрытия детали с ферромагнитной основой коррелирует с полученным значением сигнала и lie}.

р м у л а

6

3 о

бретения

0

Способ определения толщины покрытий деталей с ферромагнитной основой, заключающийся в том, что электромагнитный преобразователь устанавливают на деталь со стороны покрытия, изме- ряют и запоминают значения наведенного в преобразователе электрического сигнала U,,, соответствующего интенсивности магнитного шума, перемещают электромагнитный преобразователь на поверхность эталонного образца

5 из ферромагнитного материала с покрытием известной толщины, имеющим электрофизические свойства, близкие к электрофизическим свойствам измеряемого покрытия, измеряют и запомиQ нают значения электрического сигнала Ь , соответствующего интенсивности магнитного шума, получают отношение первого результата измерения к второму и используют полученное

5 отношение для определения толщины покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения толщины покрытий, электромагнитный преобразователь дополнительно устанавливают на деталь со стороны основы в области, находя щейся на минимальном расстоянии от области проведенного ранее измерения, измеряют и запоминают значе ие электрического сигнала U-, соответствующего интенсивности магнитного шума в данной области, перемещают электромагнитный преобразователь на поверхность эталонного образца со стороны основы в область, находящуюся на минимальном расстоянии от области проведенного ранее измерения, измеряют и запоминают значение электрического сигнала и, соответствующего интенсивности магнитного шума в данной области, получают отношение Цд/из второго результата к первому, а толщину покрытия определяют из

соотношения -- ,, где d - тол- и 1 и 5

щина покрытия эталонного образца.

0

5

0

5

p);/iuJ

uv

ПЧ ... Y7I I

L-J

11

3 3 У

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения толщины защитных покрытий, нанесенных на ферромагнитную основу. Цель изобретения - повышение точности определения толщины покрытий за счет отстройки от электрофизических свойств основы путем измерения сигналов U₁, U₂, характеризующих шумы Баркгаузена со стороны покрытия детали, на эталонном образце, а затем сигналов U₃, U₄, характеризующих шумы Баркгаузена со стороны основы детали, и эталонного образца с последующей обработкой сигналов по формуле U_рез=[(U₁/U₃)/(U₄/U₂)]U_Dэ, где U_(Dэ) - сигнал, пропорциональный толщине покрытия эталонного образца. Определяемая толщина покрытия коррелирует с полученным значением. 2 ил.

Фиг.1