SU564585A1 - Вихретоковый способ контрол качества покрытий - Google Patents

Description

Изобретение огносигс  к контрольно-измерительной технике. Известны способы внхрвтокового контрол  качества покрытий, при которых режим контрол  устанавливают либо при отсутствии в компенсационной зоне эталонного издели , либо путем раэмеще (и  в компенсационной зоне эталона на материала основы LlJ,L2J Известен также вихретоковый способ контрол  качествапокрытий, заключающийс  в том, что в измерительной и компенсационной зонах вихретокового преобразовател  располагают идентичные эталонные издели , напр жени  минимизации выходного напр жени  Преобразовател .устанавливают режим контрол , затем размещают в измерительно зоне преобразовател  контрол руемое изделие и по выходному сигналу преобразовател  суд т о качестве покрыти  Зд. Однако при контроле качества покрыгий известные способы обладают cymectBeHftfcfM недостатком: на результаты кЬитрол  сказываютс  малейшие изменени  удельной электрической проводимости основного материала . Цель изобретени  - повысить точность надежность контрол  качества покрытий. Указанна  йедь достигаетс  тем, что л  установки режима контрол  нсаользуют эталонное изделие, выполненное из материала покрыти  с толщиной, превышающей глубину проникновени  плоской электромаг)нитной волны в материал покрыти , а радиусы катушек преобразовател  выбирают на соотношени  р4«/и„( где Т - радиус катушки преовразовагел ; л) - кругова  частота питающего напр жени ; - абсолютна  магнитна  проницаемость материала покрыти ; ( 5 - .удёдьн(м1 электрическа  проводимость магервалл покрытий. На фиг. 1 иаображеиа структурна  схема устройства дл  установки режима конграт  предлагаемь М способом; на фнг. 2 -устройство , реализующее предлагаемый способ; на фиг. 3 - зависимости выходной величины преобразовател  (фазы) от взменений

контролируемого параметра (толщины покрыти ) и от изменени  электромагнитных свойств (удельной электрической проводимости ) основного материала; на фиг. 4 зависимости погрешности (приращени  фазы) от диаметра преобразовател .

Перед контролем изгогавливают эталонные издели  1 и 2 из одной и той же заготовки (например из алюмини  ), производ  обработку рабочей поверхности эталонных изделий по классу, соответствующему классу чистоты поверхности контролируемого издели .

Измерительные обмотки катушек 3 и 4 вихретокового преобразовател  5 соедин ют последовйтельно встречно, а возбуждающие последовагельно согласно. Питание преобразовател  5 ocyщectвл юг при помощи генератора 6. Предварительно подбором витков катушек 4 и 3 минимизируют выходное напр жение преобразовател  5 в воздухе. Региеграцию вы- ходного напр жени  осуществл ют измеритель устройством 7.

Способ заключаетс  в следующем.

В измерительной зоне 8 и компенсаци- онной зоне О преобразовател  располагают эталонные издели  1 и 2 и вновь миними зируют выходное напр жение. Последнее обеспечивают выравниванием зазоров между наружнь ми поверхност ми эталонных изде ЛИЙ 1 и 2 и поверхност ми катушек 3 и 4. обращен ь.ми к эталонным издели м.

При контроле (фиг. 2) в измерительной зоне 8 нреобразовател  5 на том же рассто нии от рабочей поверхности кагушки 3, что и эталонное изделие 1, располагают контролируемое изделие 1О, имеющее покрытие 11, нанесенное на основу 12. При этом эталонные издели  1 и 2 выполн ют из ма териала покрыти  с толщиной, во много раз превышающей глубину проникновени  плоской электромагнитной волны в материал покрыти , а радиусы катушек преобразовател  выбирают из соотношени 

T Va37J757

где радиус катушки нреобразовател };

ti) - кругова  частота питающего напр - жени ;.

jlj - абсолютна  магнитна  проницаемость материала покрыти ;

( удельна  электрическа  проводимост материала покрыти .

При контроле толщины алюминиевых покрытий в диапазоне от О до 500 мкм на основани хиз сплавов алюмини  удельна  электрическа  проводимость может колебатьс  в пределах от 12 МСм/м до 26 См/м.(Причем удельна  электрическа  проводимость алюминиевого покрыти  11 (ма-

гериал марки ) равна 36 МСм/м и остаетс  посто нной в продессе контрол , а внешн   поверхность контролируемого покрыти  и рабочие поверхности эталонов 1 и 2 достаточно ровные и чистые (класс чистоты выше V 5),

Посто нство материала покрыти  11 и высока  чистота обработки поверхности контролируемого издели  10 позвол ет при измерении толщины покрыти  исключить из рассмотрени  погрешности, св занные с изменени ми удельной электрической проводимостью покрыти  и рассто ни  от поверхности контролируемого издели  до поверхности нреобразовател .

Исход  из условий задачи и вьгшеприве денного неравенства и принима  частоту питающего преобразовател  напр жени  I. 20 кГц, радиусы преобразовател  5 выбирают равными 4, 4-4 мм, а толщину t эталонов 1 и 2 во много раз больше глубины проникновени  плоской электромагнит ной волны в материал покрыти , т.е. 10 м

При этом погрешность измерений толщины контролируемого покрыти  при установке режима контрол  по схеме (фиг. 2 ), использующей предлагаемый способ, практически отсутствует во всем заданном диапазоне изменений-удельной электрической проводимости основного материала и толщик покрыти .

На фиг. 4 показано, что погрешность, св занна  с нелинейностью фазовых зависимостей снижаетс  по мере увеличени  радиуса преобразовател  5, что позвол ет существенно увеличить надежность контрол  толщины.

1ри контроле качества покрытий установкой режима контрол  преобразовател  5 искусственно ориентируют на максимум чувствигельности к толщине покрыти , использу  дл  этого эталоны 1 и 2 из материала покрыти  с толщиной много большей глубины проникновени  плоской электромаг нитной волны в материал покрыти . Haciv ройка преобразовател  5, т.е. установка режима контрол , на максимум чувствительности к параметрам контролируемого покрыти  соответственно снижает чувствительность преобразовател  5 к изменению параметров других слоев, в частности к удельной электрической проводимости основ толщина которой на заданной рабочей частоте считаетс  равнойбесконечности (много больше глубины проникновени  плоской электромагнитной волны в материал основы

Предлагаемый способ контрол  качества покрытий может быть использован дл  любых типов преобразователей (накладных, экранных или проходных), реализующих вихретоковый способ неразрушающего конгрол  а также дл  изделий различных конструктийных форм.

Claims (3)

1.Никитин А. И., Дорофеев А. Л., Засютинский И. Н. Усовершенствованный портативный транзисторный толшимер дл  контрол  изделий из материалов с высокой удельной электрической проводимостью. Тезисы докладов ff Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контрол  качества материалов и изделий.

Ч. 1, Рига, 1975, с. 208.

2.Валитов А. М., Шилов Г. И. Приборы и методыконтрол  толщины покрытий. Справочное пособие, Машиностроение,

Л., 1970, с. 6О.

3.Авторское свидетельство СССР № 313071, кл. ( 01 В 7/06, 1968.

Фаг. 1

f 20кГц S 8,88 ни

df,ys.flfii м