Способ измерения толщины слоев Советский патент 1981 года по МПК G01B7/06 

1

Изобретение относится к неразру шющему контролю изделий и. может быть использовано при измерении толщины слоев многослойных объектов.

Известен способ измерения толщины непроводящего слоя, расположенног на проводящей основе. При контроле толщины слоев двухслойного непроводящего объекта в процессе производства между слоями располагают электропроводящую прослойку, накладывают на поверхность изделия источник переменного магнитного поля и по величине вносимого сопротивления от влияния вихревых токов в прослойке судят о толщине слоя изделия 1.

Однако при реализации этого способа возникает погрешность измерения из-за изменения электропроводности прослойки по площади, от изменения температуры, от неоднородности ее электропроводности по поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения толщины слоев многослойных изделий, заключающийся в том, что при изготовлении изделия между его слоями размещают межслойные элементы, располагают на одной из поверхностей изделия накладной

индуктивный преобразователь и по величине сигнала этого преобразователя судят об измеряемых толщинах слоев, причем в качестве межслойных

элементов используют систему линейных проводников, через которые поочередно пропускают переменный ток, в качестве измеряемого параметра используют индукцию магнитного поля линейного

проводника с током 2 .

Однако способ обладает недостатком заключающимся в том, что направленность магнитного поля в точке наблюдения при неизменном ее удалении от

5 проводника с током определяется не только полем участка проводника непосредственно под точкой наблюдения, а является интегральной суммой полей от соседних участков и всего контура.

0 Чем ближе эти участки от точки наблюдения, тем существеннее их вклад в значение поля в этой точке. Напряженность поля в рассматриваемой точке над проводником является не только

5 функцией расстояния ее от проводника, т.е. толщины слоя, но и функцией конфигурации этого проводника, т.е. формы изделий. Это приводит к существенной погрешности при измерении тол.щины слоев изделий, так как градуировочная характеристика устройства реализующего известный способ, различна для разных участков закладного контура при одной и той же толщине слоя. Кроме того, в известном способе существует влияния токоподводов на результат измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения вли яния конфигурации изделий, Указанная цель достигается за сче того, что в качестве межслойных элементов используют неферромагнитные цилиндрические трубки, поочередно пе ремещают по каждой h3 трубок шарик из электропроводящего неферромагнитного материала и фиксируют экстремум сигнала преобразования. На чертеже изображено устройство для реализации способа измерения слоев многослойных изделий. Устройство содержит компрессор 1 соединяемый через пневматический коммутатор 2 с неферромагнитными цилиндрическими трубками 3-6, заложен ньами между слоями 7-11 изделия 12. На поверхности изделия размещен индуктивный преобразователь 13. Способ осуществляется следующим образом. Накладывают, например токовихревой преобразователь 13, на поверхность контролируемого изделия 12. ,Устанавливают коммутатор 2 в положение а, продувают с помощью компрессора электропроводящий неферромагнит ный шарик 14 по верхней трубке. В момент прохождения шарика 14 под токовихревым преобразователем 13 величина его сигнала Ix достигнет экстремального значения При этом абсолютное значение этого экстремума 1 однозначно зависит от толщины слоя Тдх Полученнов экстремальное значение фиксируют и по этому значению; 1эч и известной градуировочной характеристике определяют значение измеряемой толщины Тдх . Переклю 1ают коммутатор 2 в поло жение Ь и повторяют указанные операции. Величина экстремального значения сигнала преобразователя 13 пропорциональна толщине ftx Аналогичные операции выполняют последовательно до положения (Z - 1) коммутатора 2. В этом случае значение -1 эх сигнала преобразователя 13 пропорционально толщине (TOX- Тех ч- .. - т ч- ...+ T(г)x.. Толщину I-го слоя вычисляют как разность определенных ранее толщин I и ( -1Услоев, т.е. Т, Отах- Твх ..., ) - (.: (1-о)д J. Способ позволяет избавиться от погрешности измерения толщины, связанной с изменением конфигурации 1&бъекта контроля, т.е. производить измерение толщины слоев не только плоскопараллельных многослойных изделий, но и изделий с переменной кривизной, в общем случае произвольной пространственной конфигурации. Формула изобретения Способ измерения толщины слоев многослойных изделий, заключающийся в том, что при изготовлении изделия между его слоями размещают межслойные элементы, располагают на одной из поверхностей изделия накладной индуктивный преобразователь и по величине сигнала этого преобразователя судят об измеряемых толщинах слоев, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения влияния конфигурации изделий, в качестве межслойных элементов используют неферромагнитные цилиндрические трубки, поочередно перемещают по каждой из трубок шарик из электропроводящего неферромагнитного материала и фиксируют экстремум сигнала преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник Неразрушающий контроль металлов и изделий. Под ред. Г. С. Самойловича. М., Машиностроение, 1976, с. 250. 2.Авторское свидетельство СССР № 619783, G 01 В 7/06, 1977 (прототип).