Вихретоковый способ определения толщины покрытий Советский патент 1990 года по МПК G01B7/06 G01N27/90 

Иэобретение отиосится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для неразрушающего контроля толщины плакирующих, гальванических и др. немагнитных металлических покрытий на любых металлах, а также на ферритах, магнитоди- электриках и диэлектриках с плоской или цилиндрической поверхностью.

Целью изобретения является расширение номенклатуры материалов определяемых покрытий за счет отстройки от влияния колебаний электромагнитных свойств материала основы и удельной электрический проводимости покрытий.

На чертеже приведена структурная схема варианта устройства для реали10

20

25

ации вихретокового способа опредеения толщины покрытий.

Устройство содержит последовательо соединенные генератор 1 переменноо тока, преобразователь 2 с экраном з материала покрытия (не показан), лок 3 компенсации, выполненный из дного компенсирующего узла, фазомет- ический блок 4 и блок 5 обработки, ыход которого является выходом устойства в целом. Вторые входы блока компенсации и фазометрического блоа 4 подключены к выходу генератора 1 .

Способ основан на том, что годо- « графы сигнала, вносимого контролируемым изделием в преобразователь, гомотетичны с центром в точке компенсации, где толщина контролируемого покрытия стремится к бесконечности. При этом использование в качестве эталонного (или компенсирующего) изделия из материала покрытия с удельной электрической проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия, позволяет представить зависимости фазы выходного сигнала преобразователя (при вариациях толщины покрытий из различных металлов) в виде пучка прямых, сходящихся в точке с нулевой толщиной покрытия, В связи с этим от падает необходимость изготовления и последующего использования при компенсации n-го количества эталонных изделий. Более того, поскольку крутизна фазовых характеристик увеличивается по мере увеличения различий удельных электрических проводимостей контролируемого покрытия и эталонного изделия, повышается точность измерений толпщны покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 обеспечивает питание переменным током преобразователя 2 с экраном, Перед измерениями осуществляют компенсацию выходного сигнала преобразователя 2 с экраном. Для этого в зоне контроля преобразователя 2 размещают эталонное изделие из материала покрытия с удельной электрн- ческой проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы 55 контролируемого изделия. Так, например, при измерении толщины покрытий из серебра (удельная электрическая

30

35

40

45

50

0

5

5

0

5

0

5

0

проводимость 62 МСм/м) , меди (58 МСм/м), золота (40 МСм/м) и алюминия (36 МСм/м), нанесенных на основу из сплавов, удельная электрическая проводимость которых изменяется от дюрали (26 МСм/м) до бронзы (10 МСм/м), удельную электрическую проводимость эталонного изделия выбирают равной 36 МСм/м, что сокращает их количество в три раза.

В процессе компенсации обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала преобразователя 2 с экраном и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы изделия при измерениях толщины покрытия, а зависимости фазы выходного сигнала преобразователя от вариаций толщины для различных материалов покрытия принимают вид пучка прямых, исходящих из точки, где толщина покрытия равна нулю.

В процессе измерений в зоне контроля вместо эталонного изделия размещают контролируемое изделие и с помощью фазометрического блока 4 измеряют фазу выходного сигнала преобрат зователя 2.

На выходе блока 5 обработки действует напряжение, пропорциональное толщине покрытия. При смене покрытия в блоке 5 осуществляется переход на фазовую характеристику, соответствующую другому материалу покрытия.

В силу гомотетичности годографов выходного сигнала преобразователя 2 с экраном выходное напряжение блока 5 не зависит также от вариаций электромагнитных параметров основы изделия.

Таким образом, способ позволяет сократить до минимума количество эталонных изделий , з связи с этим существенно упростить контроль, а также увеличить его точность при контроле различных покрытий.

Поскольку годографы выходных сигналов преобразователей накладного и . проходного типов качественно не различаются, способ может найти применение при контроле двухслойных изделий с плоской и цилиндрической поверхностью, т.е. в виде листов труб, стержней и т.п.

.Формула изобретения

Вихретоковый способ определения толщины покрытий, заключающийся в

том, что преобразователь с экраном из материала покрытия размещают над. эталонным изделием из материала покрытия толщиной, много большей глубины проникновения в материал электромагнитного поля, и компенсируют выходной сигнал преобразовател я, устанавливают преобразователь над контролируемым изделием, измеряют фазу

сигнала выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием в преобразо

ватель,и по ее величине определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры материалов определяемых покрытий, используют эталонное изделие из материала покрытия из контролируемого диапазойа с удельной электрической проводимостью наиболее близкой к удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к определению толщины немагнитных металлических покрытий на металлах. Цель изобретения - расширение номенклатуры материалов определяемых покрытий. Эта цель достигается тем, что удельную электрическую проводимость эталонного изделия выбирают равной удельной электрической проводимости покрытия, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого изделия, компенсируют выходной сигнал вихретокового преобразователя с экраном, установленного над эталонным изделием, а при размещении преобразователя над контролируемым изделием измеряют фазу выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием, и по ее величине определяют толщину покрытия. При этом в процессе компенсации обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы изделия, а зависимости фазы выходного сигнала преобразователя от вариаций толщины для различных материалов покрытия принимают вид пучка прямых, исходящих из точки, где толщина покрытия равна нулю. 1 ил.

NXVWOvNM