SU1635004A1 - Термоэлектрический способ контрол толщин одинаковых покрытий на различных основах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термоэлектрическому контролю промышленных изделий и может быть использовано дл  контрол  толщин провод щих покрытий на провод  щей основе. Целью изобретени   вл етс  упрощение градуировки и повышение точности контрол  Дл  каждого материала основы предварительно изготавливают образцы с одинаковой толщиной покрыти  На контролируемом покрытии размещают два гор чих и один холодный электроды изготовленные из материала покрыти  так что отношение площадей контактов гор чих электродов с покрытием не равно единице Образуют две термоэлектрические пары, измер ют их гермоЭДС и термоЭДС на предварительно изготовленных образцах упом нутым методом Толщину контролируемого покрыти  определ ют с учетом отношени  разности предварительно измеренной термоЭДС дл  покрыти  на данной основе и измеренного значени  термоЭДС в одной термоэлектрической паре к разности той же предварительно измеренной термоЭДС и измеренного значени  термоЭДС в другой термоэлектрической паре 3 ил 2 табл w fe

Description

Изобретение относитс  к способам термоэлектрического контрол  промышленных изделий и может быть использовано дл  контрол  толщин провод щих покрытий на провод щей основе

Цель изобретени  - упрощение градуировки и повышение точности контрол 

На фиг.1 изображена зависимость отношени  Ei/E2 от толщины гальванического никел , нанесенного на ст 20 (крива  1) и на латунь Л63 (крива  2), на фиг 2 - зависимость отношени  ЕэгтгЕт/Еэт-Ег от толщины гальванического никел , нанесенного на ст.20 ( ) и на латунь Л63 (х), при этом эталонные значени  термоЭДС замерены на образцах с одинаковой толщиной никел  (( мкм) и составл ют дл  никел  на

стали 258 мкВ дл  никел  на латуни 60 мкВ на фиг 3 зависимость отношени  ЕЭт-Е2/Еэгп-Е1 от толщины гальванического никел , нанесенного на ст 20 () и на латунь Л63 (х), при этом эталонные значени  замерены при о 0, т е на основах без покрыти  и составл ют дл  никел  на стали 308 мкВ, дл  никел  на латуни 76 мкВ

Термоэлектрические измерени  проводились на гальванических никелевых покрыти х нанесенных на образцы из ст 20 и латуни Л63 Образцы имеют вид шайб с толщиной 5 мм и диаметром 55 мм Толщину образца измер ют до и после нанесени  покрытий и по разности определ ют толщины покрытий Термоэлектоические цепи с разными гор чими электродами подключают к прибору поочередно с помощью переключател . Все три электрода выполн ют из никел  и имеют одинаковый диаметр (6 мм). Рабочее окончание одного из гор чих электродов сферически закруглен с радиусом закруглени  3 мм. при этом диаметр контакта электрода с изделием 0.1 мм, рабочее окончание другого гор чего электрода выполн ют в виде усеченного конуса, диаметр контакта электрода с изделием 2 мм.

Результаты измерений приведены в табл. 1 и 2.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Пусть один гор чий электрод (электрод 1) имеет радиус контактной площадки м другой (электрод 2) - Г2. Так как в данном случае электроды выполнены из материала покрыти , то значени  термоЭДС дл  пар с электродом 1 и с электродом 2 соответствуют

EI Оно t (п. а);(1)

Е2 «по t (f2, (7),(2)

где а по - коэффициент термоЭДС пары материал покрыти  - материал основы; .

t(n, a) - температура на стыке покрытие - основа под электродом 1;

t (r2, ст) - температура под электродом 2.

Отношение этих ЭДС

Ё2 ahot frz.g)

Ei Onot(n,ff)

Температуру на стыке покрытие - основа можно представить в виде

t(ri,a) to(n)-At(n, а), где to(n) - температура под электродом 1 при-толщине покрыти  а-0, т.е. при постановке электрода 1 на основу.

Так же можно представить и температуРУ

t (r2. сг) to(n)- Дт.(г2, а). Тогда выражение (3) имеет вид

Е2 Опо t0 ( П ) - A t (Г2.Р )

Ei (n )-At(ri.a)

Ер Гг 1 ) - ДопД t ( П.О )

Ео(п )-abnAt(ri,a) где Ео(п) - термоЭДС, возникающа  при постановке электрода 1 на материал основы .

Эталонное значение термоЭДС Еэт дл  данного материала основы также можно представить в виде такого рода разности. Если качестве Еэт прин ть значение термоЭДС в цепи гор чего электрода 1, тогда Еэт (П ) Ео ( П ) «onA t ( П Д,т ) .

Если из Еэт вычесть значени  термоЭДС Е2 и Et, полученные при измерении толщины покрыти  в цеп х с гор чими элек (3)

(4)

тродами 2 и 1 соответственно, а полученные разности разделить друг на друга, то

Е,„ - EZ

E,(ri)-flbnAt(ri№,)-Eo(;n)- -aBnAt (ag) 60M-a«AtUv(H-Mri) + Wmr e )

0

5

0

At( ЯП

ГНУ riffn

)

„ ) -At()

(5)

Как частный случай в качестве эталонных значений могут быть прин ты значени  термоЭДС, полученные при установке электродов на материалы основ, где толщину покрытий также можно считать одинаковой и равной нулю. В этом случае ЕЭт(п) Е0(п) и выражение (5) принимает вид

Earn - Eg

Ер f гИ - Ер ГгИ + QbnA t ( Г2.а ) Ео(п )-Eo(n )+aor,At(ri,a)

25

30

35

40

45

50

55

At (r2.ff)

(6)

At(n,7;

Из сравнени  выражений (5) и (6) с выражением (4) видно, что вычитание измер емых значений из эталонных значений термоЭДС приводит к исчезновению в (5) и (6) слагаемых, не несущих в себе информации о толщине покрыти  и завис щих только от свойств основы, вследствие чего точность контрол  толщин покрытий возрастает, т.е. предлагаемый способ позвол ет отстроитьс  от свойств материапа основы. Это существенно упрощает операции по градуировке .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Термоэлектрический способ контрол  толщин одинаковых покрытий на различных основах, заключающийс  в том, что на контролируемом покрытии размещают два гор чих и один холодный электроды, изготовленные из материала покрыти  так, что отношение площадей контактов гор чих электродов с покрытием не равно единице, образуют две термоэлектрические пары, измер ют термоЭДС, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  градуировки и повышени  точности контрол , предварительно изготавливают дл  каждого материала основы образцы с одинаковой толщиной покрыти , измер ют на них значени  термоЭДС упом нутым методом в цепи одной из пар электродов, а толщину контролируемого покрыти  определ ют с учетом отношени  разности предварительно измеренной термоЭДС дл  покрыти  на данной основе и измеренного значени  термоЭДС в одной

   термоэлектрической паре к разности той же предварительно измеренной термоЭДС и

   измеренного значени  термоЭДС в другой термоэлектрической паре.

   Никель на ст. 20

   Примечание : Е1 -значение термоЭДС в цепи с гор чим электродом, имеющим диаметр контактной площадки 0,1 мм: Е2 - значение термо ЭДС в цепи с гор чим электродом с диаметром контактной площадки 2.0 мм.

   Каждое полученное значение термо ЭДС - это среднее дес ти измерений , округленное до целых микровольт.

   Никель на латуни ЛбЗ

   1216

   фuг.

   Таблица 1

   Таблица 2

   20

   &

   24

   , ЫЮ4

   ПЮ 20 24

   f и«ч

   fr,-6

   Јm-Јi

   Я

   18

   111

   11 10

   В

   6 It

   г о

   8 12 16 Фиг.З

   W

   Ztt 6,