SU1562680A1

SU1562680A1 - Eddy-current method of determining thickness of coatings

Info

Publication number: SU1562680A1
Application number: SU884482584A
Authority: SU
Inventors: Евгений Готтович Беликов; Михаил Леонидович Ниский; Леонид Константинович Тимаков; Александр Иванович Тихомиров
Original assignee: Московский энергетический институт; Научно-Производственное Объединение "Прибор
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1990-05-07

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к определению толщины немагнитных металлических покрытий на металлах. Цель изобретени - расширение номенклатуры материалов определ емых покрытий. Эта цель достигаетс тем, что удельную электрическую проводимость эталонного издели выбирают равной удельной электрической проводимости покрыти , наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого издели , компенсируют выходной сигнал вихретокового преобразовател с экраном, установленного над эталонным изделием, а при размещении преобразовател над контролируемым изделием измер ют фазу выходного сигнала, вносимого контролируемым изделием, и по ее величине определ ют толщину покрыти . При этом в процессе компенсации обеспечиваетс гомотетичность годографов выходного сигнала и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы издели , а зависимости фазы выходного сигнала преобразовател от вариаций толщины дл различных материалов покрыти принимают вид пучка пр мых, исход щих из точки, где толщина покрыти равна нулю. 1 ил.This invention relates to instrumentation engineering, in particular to determining the thickness of non-magnetic metallic coatings on metals. The purpose of the invention is to expand the range of materials of the coatings to be determined. This goal is achieved in that the specific electrical conductivity of the reference product is chosen equal to the specific electrical conductivity of the coating, which is closest to possible when monitoring the specific electrical conductivity of the base of the monitored product, compensates for the output signal of the eddy current transducer installed on the reference product, and when placing the converter over the controlled one the product measure the phase of the output signal introduced by the controlled product, and determine the thickness by its value Covers In this process, the hodographs of the output signal and, therefore, detuning from the variations of the electromagnetic properties of the product base are ensured in the compensation process, and the dependence of the output phase of the converter on the thickness variations for various coating materials takes the form of a beam coming from the point where the coating thickness is to zero. 1 il.

Description

Иэобретение отиоситс к контрольно-измерительной технике и может найти применение в различных отрасл х народного хоз йства дл неразрушающего контрол толщины плакирующих, гальванических и др. немагнитных металлических покрытий на любых металлах , а также на ферритах, магнитоди- электриках и диэлектриках с плоской или цилиндрической поверхностью.The invention of othosits for instrumentation engineering and can be used in various sectors of the national economy for non-destructive control of the thickness of cladding, electroplating, and other nonmagnetic metallic coatings on any metals, as well as on ferrites, magneto-electrics and dielectrics with a flat or cylindrical surface. .

Целью изобретени вл етс расширение номенклатуры материалов определ емых покрытий за счет отстройки от вли ни колебаний электромагнитных свойств материала основы и удельной электрический проводимости покрытий .The aim of the invention is to expand the range of materials of the coatings to be determined due to detuning from the influence of vibrations of the electromagnetic properties of the base material and the specific electrical conductivity of the coatings.

На чертеже приведена структурна схема варианта устройства дл реали10The drawing shows a block diagram of a variant of the device for implementing 10

2020

2525

ации вихретокового способа опредеени толщины покрытий.Eddy current method for determining the thickness of coatings.

Устройство содержит последовательо соединенные генератор 1 переменноо тока, преобразователь 2 с экраном з материала покрыти (не показан), лок 3 компенсации, выполненный из дного компенсирующего узла, фазомет- ический блок 4 и блок 5 обработки, ыход которого вл етс выходом устойства в целом. Вторые входы блока компенсации и фазометрического блоа 4 подключены к выходу генератора 1 .The device comprises a series-connected alternating current generator 1, a converter 2 with a screen of coating material (not shown), a compensation block 3 made of a single compensating unit, a phase metering unit 4 and a processing unit 5, the output of which is the output of the device as a whole. The second inputs of the compensation unit and the phase meter 4 are connected to the output of the generator 1.

Способ основан на том, что годо- « графы сигнала, вносимого контролируемым изделием в преобразователь, гомотетичны с центром в точке компенсации , где толщина контролируемого покрыти стремитс к бесконечности. При этом использование в качестве эталонного (или компенсирующего) издели из материала покрыти с удельной электрической проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы контролируемого издели , позвол ет представить зависимости фазы выходного сигнала преобразовател (при вариаци х толщины покрытий из различных металлов) в виде пучка пр мых, сход щихс в точке с нулевой толщиной покрыти , В св зи с этим от падает необходимость изготовлени и последующего использовани при компенсации n-го количества эталонных изделий. Более того, поскольку крутизна фазовых характеристик увеличиваетс по мере увеличени различий удельных электрических проводимостей контролируемого покрыти и эталонного издели , повышаетс точность измерений толпщны покрыти .The method is based on the fact that the holograph graphs of the signal introduced by the controlled product to the transducer are homothetic with the center at the compensation point where the thickness of the monitored coating tends to infinity. At the same time, using as a reference (or compensating) product made from a coating material with a specific electrical conductivity closest to that possible when monitoring the specific electrical conductivity of the base of the product being monitored allows us to represent the dependencies of the phase of the output signal of the converter (with variations in the thickness of coatings from different metals) in the form of a bundle of straight lines converging at a point with zero coating thickness. In this connection, the need for manufacturing and subsequent use with a computer decreases. sation n-th number of reference products. Moreover, since the steepness of the phase characteristics increases as the differences in the specific electrical conductivities of the monitored coating and the reference product increase, the measurement accuracy of the coating mass increases.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

Генератор 1 обеспечивает питание переменным током преобразовател 2 с экраном, Перед измерени ми осуществл ют компенсацию выходного сигнала преобразовател 2 с экраном. Дл этого в зоне контрол преобразовател 2 размещают эталонное изделие из материала покрыти с удельной электрн- ческой проводимостью, наиболее близкой к возможной при контроле удельной электрической проводимости основы 55 контролируемого издели . Так, например , при измерении толщины покрытий из серебра (удельна электрическа The generator 1 provides the alternating current supply to the converter 2 with the screen. Before the measurements, the output signal of the converter 2 with the screen is compensated. For this purpose, in the control zone of the converter 2, a reference article is made of a coating material with a specific electrical conductivity closest to that possible when monitoring the specific electrical conductivity of the substrate 55 of the article being tested. So, for example, when measuring the thickness of silver coatings (specific electrical

30thirty

3535

4040

4545

5050

00

5five

5 five

00

5five

00

5five

00

проводимость 62 МСм/м) , меди (58 МСм/м), золота (40 МСм/м) и алюмини (36 МСм/м), нанесенных на основу из сплавов, удельна электрическа проводимость которых измен етс от дюрали (26 МСм/м) до бронзы (10 МСм/м), удельную электрическую проводимость эталонного издели выбирают равной 36 МСм/м, что сокращает их количество в три раза.conductivity 62 MS / m), copper (58 MS / m), gold (40 MS / m) and aluminum (36 MS / m) deposited on a substrate of alloys whose electrical conductivity varies from duralumin (26 MS / m ) to bronze (10 MS / m), the specific electrical conductivity of the reference product is chosen equal to 36 MS / m, which reduces their number three times.

В процессе компенсации обеспечиваетс гомотетичность годографов выходного сигнала преобразовател 2 с экраном и, следовательно, отстройка от вариаций электромагнитных свойств основы издели при измерени х толщины покрыти , а зависимости фазы выходного сигнала преобразовател от вариаций толщины дл различных материалов покрыти принимают вид пучка пр мых, исход щих из точки, где толщина покрыти равна нулю.In the compensation process, the hodographs of the output signal of converter 2 with the screen are provided, and, therefore, the detuning from the variations of the electromagnetic properties of the product base when measuring the coating thickness, and the dependence of the phase of the converter output signal on the thickness variations for various coating materials take the form of a beam of direct, outgoing from the point where the coating thickness is zero.

В процессе измерений в зоне контрол вместо эталонного издели размещают контролируемое изделие и с помощью фазометрического блока 4 измер ют фазу выходного сигнала преобрат зовател 2.In the process of measurements, a controlled product is placed in the control zone instead of a reference product, and the phase of the output signal of converter 2 is measured with the help of the phase metering unit 4.

На выходе блока 5 обработки действует напр жение, пропорциональное толщине покрыти . При смене покрыти в блоке 5 осуществл етс переход на фазовую характеристику, соответствующую другому материалу покрыти .At the output of the treatment unit 5, a voltage proportional to the thickness of the coating acts. When changing the coating in block 5, a transition is made to the phase response corresponding to another coating material.

В силу гомотетичности годографов выходного сигнала преобразовател 2 с экраном выходное напр жение блока 5 не зависит также от вариаций электромагнитных параметров основы издели .Due to the homotheticity of the hodographs of the output signal of the converter 2 with the screen, the output voltage of the unit 5 does not depend on variations of the electromagnetic parameters of the base of the product.

Таким образом, способ позвол ет сократить до минимума количество эталонных изделий , з св зи с этим существенно упростить контроль, а также увеличить его точность при контроле различных покрытий.Thus, the method allows to reduce to a minimum the number of reference products, thereby significantly simplifying the control, as well as increasing its accuracy in the control of various coatings.

Поскольку годографы выходных сигналов преобразователей накладного и . проходного типов качественно не различаютс , способ может найти применение при контроле двухслойных изделий с плоской и цилиндрической поверхностью , т.е. в виде листов труб, стержней и т.п.Since the hodographs of the output signals of the converters are laid on and. The pass-through types are not qualitatively different; the method can be used to control two-layer products with a flat and cylindrical surface, i.e. in the form of sheets of pipes, rods, etc.

Claims

Formula of Invention

Eddy current method for determining the thickness of the coatings, which consists in

that a transducer with a screen of coating material is placed above. a reference product made of a coating material with a thickness much greater than the depth of penetration into the material of the electromagnetic field, and compensates for the output signal of the converter, install the converter over the product under control, measure the phase

the output signal of the monitored product to the conversion

The detector determines the thickness of the coating, characterized in that, in order to expand the range of materials of the coatings to be determined, a reference article is used from a coating material from a controlled range with a specific electrical conductivity closest to the electrical conductivity of the base of the tested item.

NXVWOvNM