Вихретоковый способ измерения толщины диэлектрических покрытий на электропроводящей основе Советский патент 1991 года по МПК G01B7/10 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для вихретокового контроля толщины диэлектрических покрытий, расстояния до электропроводящих изделий, амплитуды вибрации и диаметра цилиндрических электропроводящих изделий.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений за счет уменьшения методической погрешности измерений.

На фиг. 1 представлено взаимное расположение вихретокового преобразователя накладного типа и объекта контроля в виде плоского изделия; на фиг. 2 - зависимость максимальной методической погрешности 6 измерений толщины диэлектрического покрытия от произведения ft VH в диапазонах вариации, обобщенной параметрами ft от 0,625 до 360, толщины покрытия Н от 0,4 до 35, магнитной проницаемости

ОСНОВЫ ,

Вихретоковый преобразователь 1 (ВТП) размещен на поверхности контролируемого изделия 2. Измерительная обмотка 3 ВТП и возбуждающая обмотка 4 ВТП подключены соответственно к блоку 5 измерения и генератору 6.

Способ осуществляется следующим образом.

Радиусы Ri, R2 измерительной и возбуждающей обмоток и конструктивный зазор ho ВТП выбирают, например, из условия обеспечения необходимой локальности контроля. Затем ВТП устанавливают на изделие 2 с минимальными значениями толщины t диэлектрического покрытия (например t 0), удельной электрической проводимости стмин и магнитной проницаемости гмин (например,/ur 1) основы изделия. После этого по известным конструктивным параметрам R, hi, h2 и h0 (R R 2 ; hi, h2 - расстояния от измерительной и возбуждающей обмоток до основы изделия 2; ho - конструктивный зазор) определяют минимальное расстояние Нмин (hi + ha)/R до поверхности электропроводящей основы изделия, затем из отношения

10 : R Vet) /Лгмин Омин Нмин 20 определяют частоту о) тока возбуждения ВТП и задают найденное значение частоты с помощью генератора 6. Выходное напряжение с измерительной обмотки 3 ВТП подают на вход блока 5, в котором осуществляют выделение составляющих вносимого в ВТП сигнала и их обработку по известному алгоритму функционирования толщиномера диэлектрических покрытий.

Из полученной в результате исследований зависимости д (/ VFT) видно, что она имеет излом в области 5 (фиг. 2). Отклонение от этого значения /3 VH влево приводит к резкому возрастанию методической погрешности измерений толщины диэлектрических покрытий, а вправо - к относительно медленному ее снижению.

Таким образом выбор частоты тока возбуждения ВТП из условия /3 VrT 10 приводит к резкому увеличению методической погрешности измерений. С другой стороны, увеличение /3 VH от 10 до 30 приводит к уменьшению абсолютного значения методической погрешности измерений всего на 0,2 %, но требует существенного ( в 10 раз) увеличения частоты тока возбуждения ВТП.

0

5

0

5

Последнее (при выбранных фиксированных геометрических параметрах ВТП) существенно усложняет реализацию устройства, особенно толщиномеров тонких диэлектрических покрытий, работающих на частотах порядка десятков мегагерц. Отсюда вытекает другое ограничение на/3 VJT;

р- .

Формула изобретения Вихретоковый способ измерения толщины диэлектрических покрытий на электропроводящей основе, заключающийся в том, что преобразователь размещают в зоне контроля, возбуждают его переменным током, изме- ряют и обрабатывают составляющие вносимого напряжения преобразователя и по результатам их обработки определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, частоту о тока возбуждения вихретокового преобразователя задают в соответствии с соотношением

10 R Vw уИгмин 7мин Нмин 20

где R VRi Ra ;

Ri,2 - эквивалентные радиусы измерительной и F .-эзбуждающей обмоток преобразователя;

Омини/ гМИн минимальные удельная электрическая проводимость и абсолютная магнитная проницаемость основы изделия;

НМин (hi + h2)/R.

hi.2 - минимальные расстояния от обмоток преобразователя до поверхности электропроводящей основы изделия.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для вихретокового контроля толщины диэлектрических покрытий, расстояния до электропроводящих изделий, амплитуды вибраций и диаметра цилиндрических электропроводящих изделий. Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений толщины диэлектрических покрытий - достигается тем, что частоту тока возбуждения вихретокового преобразователя (ВТП) выбирают в соответствии с соотношением 10 R Уо Ц г мин Стмин Н мин 5 20 , где R V R 1 R 2 ,Ri.R2 - эквивалентные радиусы измерительной и возбуждающей обмоток ВТП; амин гмин минимальные удельная электрическая проводимость и абсолютная магнитная проницаемость основы изделия; Нмин (hi + h2)/R, hi,2 - минимальные расстояния от обмоток ВТП до поверхности электропроводящей основы изделия. 2 ил.

6

/у гг

Фиг.2

30