DE3249107T1

DE3249107T1 - Verfahren zur messung der dicke einer ferromagnetischen schicht und einrichtung zu dessen durchfuehrung

Info

Publication number: DE3249107T1
Application number: DE19823249107
Authority: DE
Inventors: Vladimir Timofeevi&ccaron; Ki&scaron;inev Bobrov; Michail Danilovi&ccaron; Kaplan; Michail Iosifovi&ccaron; Maizenberg; Vladimir U&scaron;erovi&ccaron; Mo&scaron;kovi&ccaron;
Original assignee: VNII PO RAZRABOTKE NERAZRUSCHA
Current assignee: VNII PO RAZRABOTKE NERAZRUSCHA
Priority date: 1981-10-05
Filing date: 1982-08-31
Publication date: 1983-12-01

Description

r -" ■ ·' 324^107

-i-

- Viviii'VuiiXi'.^ ZUR iiiHiSSUNG DEK DICKE EiCNER EE-iRO-

A: AGNüA'ISCHEN SCHICHT UND EINRICHTUNG ZU DESSEN DURCHFÜHRUNG

■ Gebiet: der Technik Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die zerstörungsfreie Prüfung und betrifft insbesondere Verfahren zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht und Einrichtungen zu deren Durchführung.
Bisheriger Stand der Technik

Eerromagnetische Werkstoffe, die in verschiedenen Geräten und Einrichtungen eingesetzt werden, die unter •den Bedingungen der Einwirkung von agressiven Medien, erhöhten Temperaturen und Geschwindigkeiten arbeiten, stellen höhere Anforderungen an deren Qualitätskontrolle. Eine wichtige Frage ist unter anderem die Erhöhung der Genauigkeit von Dickenmessern für ferromagnetische Schichten, die Ausgangsinaterialien, Platinen,

Bandbleche und auf Einzelteile aufzutragende Über-

f '..■■■

züge darstellen.

£ Bekannt ist ein Verfahren zur Messung der Dicke

einer feri^iuague·tischen Schicht (s.z.B.. "Geräte zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen und Erzeugnissen", Handbuch, herausgegeben von V.V. Kluev, Verlag "Mashinostroenie", 1976,, S. 71 bis 73), bei dem die ferromagnetische Schicht durch ein Magnetfeld magnetisiert und eine Reaktion des Magnetisierungsfeldes auf das Magnetfeld der ferromagnetischen Schicht gemessen wird, nach,welcher die Dicke der ferromagnetischen Schicht beurteilt wird. Nach deni genannten Verfahren wird die ferromagnetische Schicht durch ein homogenes Magnetfeld magnetisiert. . .

Es Ist auch eine Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagnttischen Schicht zur Realisierung des genannten Verfahrens (s. z.B. "Geräte zur.zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen und "Erzeugnissen¹¹, Handbuch, herausgegeben von V.V. Kluev, Verlag "Mashino-

stroenie", 1976, S. 71 bis 73) bekannt, die ein Magnetisierungssystem mit einem Magnetisierungselement und mit einem magnetischen Fühler, die miteinander und mit ■ Tar f'p r Γι'Ιιιη ι;πη I; ί Bi; I loll ,'<>:■ 11 I '· 11 I, iirrj (ί,Ι la I i >~ι ■ ·| ι ;^ο 1: ι ιρ | κ.» I I.

sind, und einen Anzeiger enthält, dor mit. dem magnetischen Fühler des Hagnetisierungsaysteme' elektrisch vorbunden ist.

Der gemäss diesem Verfahren und der dieses Verfahren durchführenden Einrichtung gemessene Wert der 10- Dicke der ferromagnetlschen Schicht ist aber vom Zustand ihrer Oberfläche, der Sicherheit des Kontaktes der Pole des Magnetisierungssystems mit der Oberfläche, der ferromagnetischen Schicht abhängig, was die Messgenauigkeit herabsetzt.

Offenbarung der Erfindung· . :

. . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht zu entwickeln, bei dem eine Änderung von Operationen es gestattet, die Messgenauigkeit zu erhöhen, und eine Einrichtung für dessen Durchführung zu schaffen, die ein Zusatzglied aufweist, das es erlaubt, die •'Genauigkeit der Messung der Dicke der ferromagnetischen Schicht zu steigern.

Dies wird dadurch erreicht, dass im Verfahren zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht, bei dem die ferromagnetische Schicht durch ein Magnetfeld / magnetisiert und eine Reaktion des Magnetisierungsfeldes auf das Magnetfeld der ferromagnetischen Schicht ■ gemessen wird, nach welcher die Dicke der ferromagnetisehen Schicht bewertet wird, gemäss der Erfindung die ferromagnetische Schicht durch ein lokales inhomogenes Magnetfeld magnetisiert und die Reaktion des lokalen inhomogenen Magnetfeldes auf das Magnetfeld der ferromagnetischen Schicht gemessen wird.

Dies wird auch dadurch erreicht, dass in der Einrichtung zur Messung' der Dicke der ferromagnetischen

Schicht, die ein Magnetisierungssystem mit einem i-Tagnetisierungselemont und mit einem magnetischen Fühler, die miteinander und mit der ferromagnetischen Schicht magnetisch gekoppelt sind, und einen Anzeiger enthält, der mit. dem magnetischen Fühler:des Magnetisierungssystems elektrisch verbunden ist, gemäss der Erfindung das Magnetisierungssystem zusätzlich einen magnetischen Nebenschluss enthält, der einen magnetisch inhomogenen Abschnitt aufweist, der mit der ferromagnetischen Schicht und dem magnetischen Fühler magnetisch gekoppelt ist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Lokalisierung von Messungen, was deren Genauigkeit erhöht. Ausserdem erlaubt die vorliegende Erfindung, den . Einfluss des Zustandes und der Geometrie der Oberfläche der zu messenden ferromagnetischen Schicht zu reduzieren, was die Messgenauigkeit ebenfalls erhöht.

Weiterhin gestattet die vorliegende Erfindung, eine mechanische Kontaktierung der Pole des Magnetisierungssystems mit der Oberfläche der zu messenden ferromagnetischen Schicht zu vermeiden, was ebenfalls zur Erhöhung der Messgenauigkeit beiträgt.

Kurze Beschreibung der. Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung deren konkreter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Funktionsschaltung der erfindungsgemässen, das zu patentierende Verfahren realisierenden Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I nach Pig. I;

Fig. 3 eine Funktionsschaltung der erfindungsge-. massen, das zu patentierende Verfahren realisierenden Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagneti-

sehen Schicht, fulls der magnetische Nebenschluss in Form einer gekrümmten Platte variabler Dicke ausgeführt ist;

Pig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IY-IV nach

■5 ?ig. 3.

Die beste Ausführun^sform der Erfindung

Es geht um ein Verfahren zur Messung der Dicke . einer ferromagnetischen Schicht, bei dem die ferromagnetische Schicht durch ein lokales inhomogenes Magnetfeld magnetisiert wird. Dann wird die Reaktion des lokalen inhomogenen Magnetfeldes auf das Magnetfeld der ferromagnetischen Schicht gemessen, nach der die Dicke der ferromagnetischen Schicht bewertet wird.

Die das zu patentierende Verfahren realisierende Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagneti- : sehen Schicht enthält ein Magnetisierungssystem 1 (Pig. 1, 2). Das System 1 beinhaltet einen in Form einer Platte 2 mit einem magnetisch inhomogenen (im weiteren eine Nut 3 geneiinten) Abschnitt 3 ausgeführten magnetischen Nebenschluss 4,ein auf der Platte 2. montiertes Magnetisierungselement 3 und einen über der Hut 3 angeordneten magnetischen Fühler 5. Im Kessvorgang ist die Platte 2 auf die ferromagnetische Schicht in Form eines Bleches 6 aufgebracht. Die Einrichtung enthält auch einen mit dem magnetischen Fühler 5 elektrisch verbundenen Anzeiger 7.

Nach einer anderen Ausführungsform der das zu patentierende Verfahren realisierenden Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht ist der magnetische Nebenschluss in Form einer gekrümmten Platte 8 (Fig. 3, 4) variabler Länge ausgeführt, deren Nut 3 auf der ferromagnetischen Schicht in Gestalt eines Überzuges 9 auf der Oberfläche eines Rohres 10 aufliegt.

.35 Die das zu patentierende Verfahren realisierende : Einrichtung zur Messung der Dicke einer'ferromagnetischen Schicht arbeitet wie folgt.

Das magnetische PeId des Magnetisierungselementes 4 (Pig. 1, 2) erzeugt im Bereich der Nut; 3, indem es in der Platte 2 in sich einschliesst, ein lokales inhomogenes Magnetfeld. Im Messvorgang wird die Platte 2 auf das Blech 6 gelegt, welches durch das lokale inhomogene Magnetfeld in der :Nut- 3 magnetisiert wird. Durch den magnetischen Fühler 5 wird die Reaktion des Feldes der Nut 3 auf das Magnetfeld des Bleches 6 nach der Änderung der Feldstärke in der Nut 3 gemessen.

Diese Feldstärke ändert sich proportional zur Änderung der Dicke des Bleches 6. Das Signal vom magnetischen Fühler 5 gelangt auf den Anzeiger 7. Der Anzeiger 7 wandelt die Feldstärke in der Nut 3 in den Wert der Dicke des Bleches 6 um.

Bei der Messung,der Dicke des Überzuges 9 (Fig. 3, 4) des Rohres 10 wird die gekrümmte Platte 8 auf den Überzug 9 aufgesetzt. Die variable Dicke der Platte 8 sorgt für eine optimale Feldkonzentration des ■ Magnetiöierung3elementes 4 im Bereich der Nut 3· Die das zu patentierende Verfahren realisierende Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht gestattet es, beliebige bekannte magnetische Fühler einzusetzen, was die Funktionswertigkeit der Messung vergrössert. .

. Industrielle Anwendbarkeit

üie daa zu patentierende Verfahren realisierende Einrichtung zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht kann mit Erfolg zur Messung von

- Dicke bei Blechen, darunter aus ferromagnetisehen Präzisionslegierungen;

- Dicke bei ferromagnetischen Überzügen auf einer umnagnetischen oder schwach.magnetisierbaren Unterlage;

- Dicke bei unmagnetischen Überzügen.auf einer ferromagnetischen Unterlage,

eingesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1,,.'Verfahren zur Messung der Dicke einer ferromagnetischen Schicht durch Magnetisierung der ferromagnetischen Schicht durch ein Magnetfeld unter der Messung einer. Reaktion des Magnetfeldes der ferromagnetischen Schicht, nach der die Dicke der ferromagnetischen Schicht bewertet wird, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die ferromagnetische Schicht (6 oder 9) durch ein lokales inhomogenes T.Jagnetfeld magnetisiert und die Reaktion des lokalen inhomogenen Magnetfeldes auf das Magnetfeld der ferromagnetischen Schicht (6 oder 9) gemessen wird.
2. Einrichtung zur Messung der Dicke-einer■ferro-.

magnetischen Schicht zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein Magnetisierungssystem (1) mit einem Magnetisierungselement (4) und mit einem magnetischen Fühler (5), die miteinander und mit der ferromagnetischen Schicht (6 oder 9) magnetisch gekoppelt sind, und einen Anzeiger (7) enthält, der mit dem magnetischen Fühler (5) des Magnetisierungssystems (1) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass darin das Magnetisierungssystein (1) zusätzlich einen magnetischen Webenschluss (2 oder 8) enthält, der einen magnetisch inhomogenen Abschnitt (3) aufweist, der mit der ferromagnetischen Schicht (6,9) und dem magnetischen Fühler (5) magnetisch gekoppelt ist.