Вихретоковый способ измерения толщины покрытия Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может най- ти применение в различных отраслях народного хозяйства для неразрушающего контроля толщины плакирующих, гальванических и др. немагнитных металлических покрытий на любых (ферро- и/или неферромагнитных) металлах, а также на ферритах, магнитодиэлектри- ках и диэлектриках с плоской или цилиндрической поверхностью.

Цель изобретения - расширение области использования за счет увеличения номенклатуры измеряемых покрытий и повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит последовательно включенные генератор 1 переменного тока, измерительный преобразователь 2 с электромагнитным экраном 3- переключатель k, блок 5 компенсации и фа- зометрический блок 6, вторые входы которых соединены с выходом генератора 1. Блок 5 компенсации содержит п компенсирующих узлов - по одному на каждый материал контролируемого покрытия. Выход фазометрического блока является выходом устройства в целом.

СП

4

00 СО 00

со

Способ основан на том, что компенсация выходного сигнала преобразователя при наличии экрана между преобразователем и эталонным изделием (из материала .покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля) обеспечивает гомотетичность годографов сигнала , вносимого контролируемым изделием в преобразователь с экраном, с центром в точке компенсации. При этом одновременно обеспечиваются условия повышения линейности фазовых характеристик преобразователя с экраном от из- менений толщины покрытия и независимость результатов измерений от вариаций электромагнитных параметров основы изделий. Поскольку гомотетичност годографов сохраняется при смене мате риалов покрытия и экрана, появляется возможность выбора материала экрана и каких-либо практических соображений, например, исходя из обеспечения прочности рабочей поверхности преобразо- вателя к истиранию. При этом оптимальными условиями выбора толщины t и электромагнитных параметров экрана являются условия 0 ,6it/5 0 .2, гдеS - глубина проникновения электромагнит- ного поля в материал экрана. Нарушение условия справа сопровождается повышением погрешности измерений от единиц до десятков микрометров, а слева - существенным (до десяти и более раз) понижением амплитуды выходного сигнала преобразователя при незначительном (десятые доли процента) снижении погрешности измерений. Так, например, если с целью обеспечения меха- нической прочности преобразователя выбран экран из бронзы, а контроль осуществляется на частоте 100 кГц (,5 мм), толщину экрана выбирают равной ,1-0,3 мм.

Таким образом, путем выбора параметров экрана из указанных условий и последующей его фиксации в зоне контроля (обычно с целью упрощения конт- роля экран жестко скрепляют с рабочей поверхностью преобразователя) удается существенно упростить процесс контроля толщины покрытий из различных материалов за счет сокращения до одного количества экранов, используе-j мых при контроле.

Способ осуществляется следующим образом

5

Q ,

5

Вихретоковый преобразователь 2 возбуждают с помощью генератора 1 (фиг.1) Перед измерениями осуществляют компенсацию выходного сигнала преобразователя 2. Для этого между преобразователем 2 и эталонным изделием (изготовленным из материала покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля) размещают экран с параметрами, выбранными из условий 0,,2 и с помощью одно4- го из компенсирующих узлов блока 5 компенсации минимизируют выходной сигнал преобразователя 2. Выбор компенсирующего узла, соответсвующего контролируемому материалу покрытия, осуществляют с помощью переключателя, включенного между преобразователем 2 и блоком 5 компенсации.

Компенсация, выполненная таким образом, обеспечивает гомотетичность годографов выходного сигнала преобразователя с центром в, точке компенсации.

В процессе измерений толщины контролируемого покрытия в зоне контроля размещают испытуемое изделие при наличии между преобразователем 2 и испытуемым изделием экрана, используемого при компенсации. С помощью фазометри- ческого блока 6 регистрируют фазу вносимого в преобразователь 2 сигнала и по ее величине определяют толщину контролируемого покрытия.

Способ может быть использован при котроле изделий с помощью накладных, экранных и др. вихретоковых преобразователей, а также при контроле изделий радиоволновым, ультразвуковым и др. методами

Формула изобретения

1. Вихретоковый способ измерения толщины покрытия с отстройкой от вариаций электромагнитных параметров основы изделия, заключающийся в том, что компенсируют выходной сигнал преобразователя при наличии в зоне контроля эталонного изделия из материала покрытия толщиной, много большей глубины проникновения -в него электромагнитного поля, измеряют фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым изделием при наличии между ними электромагнитного экрана, и определяют толщину покрытия по измеренной величине фазы, о тл и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью расширения области использования за счет увеличения номенклатуры измеряемых покрытий, при компенсации выходного сигнала преобразователя между преобразователем и эталонным изделием размещают электромагнитный экран, используемый при измерении.

2. Способ по п.1, отличай- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, используют электромагнитный экран с толщиной t, выбранной из условия 0 , ,2 , где 0 - глубина проникновения электромагнитного поля в материал покрытия.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и касается измерения толщины немагнитных металлических покрытий на металлах. Цель изобретения - расширение области использования за счет увеличения номенклатуры измеряемых покрытий и повышение точности измерений - достигается тем, что компенсацию выходного сигнала преобразователя осуществляют при наличии между преобразователем и эталонным изделием электромагнитного экрана, толщину T которого выбирают из условий 0,6≥T/δ≥0,2, где δ-глубина проникновения электромагнитного поля в материал покрытия, затем измеряют фазу сигнала, вносимого в преобразователь контролируемым изделием при наличии между ними электромагнитного экрана, и определяют толщину покрытия по измеренной величине фазы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

кччхчхччм

t

/

-э -э