Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего слоя

Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего слоя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для одновременного и независимого измерения методом вихревых токов удельной электрической проводимости и толщины электропроводящего слоя, а также толщины диэле}стрического слоя, нанесенного на электропроводящий слой. Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего слоя заключается в том, что вихретоковый преобразователь размещают в зоне контроля, регулируют частоту тока возбуждения преобразователя в диапазоне , обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщины слоя, измеряют частоту тока, для которой разни- . ца сигналов на смежных частотах мак- ;симальна, измеряют на этой частоте также амплитуду и фазу вносимого в преобразователь сигнала, по измеренным величинам определяют удельную электрическую проводимость и расстояние от преобразователя до поверхности слоя, а толщину определяют как функцию измеренных значений частоты и удельной электрической проводимости электропроводящего слоя. 1 ил. . (Л § ю О) 4 (Х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 G О1 N 27/90 (21) 3825900/25-28 (22) 17.12.84 (46) 15.02.86. Бюл. И 6 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) Е. Г. Беликов (53) 620.179.14(088.8) (56) Приборы неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник/

Под. ред. В.В. Клюева. M.: Машиностроение, 1976, кн. 2, с. 326.

Авторское свидетельство СССР

И 211130, кл. G 01 И 27/90, 1968. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕФЕРРОМАГНИТНОГО ЗЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО

СЛОЯ (57} Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для одновременного и независимого измерения методом вихревых токов удельной элект. рической проводимости и толщины электропроводящего слоя, а также тол„„SU„„1211648 А щины диэлектрического слоя, нанесенного на электропроводящий слой. Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего слоя заключается в том, что вихретоковый преобразователь размещают в зоне контроля, регулируют частоту тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщины слоя, измеряют частоту тока, для которой разни, Ф ца сигналов на смежных частотах мак;симальна, измеряют на этой частоте также амплитуду и фазу вносимого в преобразователь сигнала, по измеренным величинам определяют удельную электрическую проводимость и расстояние от преобразователя до поверхности слоя, а толщину определяют как функцию измеренных значений частоты и удельной электрической проводимости электропроводящего слоя. 1 ил..

1211648

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для одновременного и независимого измерения методом вихревых токов удельной электр ри-, ческой проводимости и толщины электрогроводящего слоя, а также толщины диэлектрического слоя нанесенного на электропроводящий слой.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение области применения способа.

На чертеже приведена структурная

I схема варианта устройства для осуществления способа. устройство содержжт последовательно соединенные генератор 1 переменной частоты, вихретоковый преобразователь 2 и блок 3 измерения амплитуды А, фазы Ч, и частоты а, о при максимальной разнице амплитуд: сигналов преобразователя 2 на смежных частотах, второй вход которого соединен с выходом генератора 1, а также последовательно включенные блок 4 измерения отношения напряжений, первый вход которого соединен с .амплитудным выходом блока 3 измерения, а второй вход — с частотным выходом блока 3 измерения, первый запоминающий блок 5, второй вход которого соединен с фазовым выходом блока 3, второй запоминающий блок 6, второй вход которого соединен с частотным выходом блока 3, и третий запоминающий блок 7, входы которого соединены параллельно соответствующим входам первого запоминающего блока 5. Выходы запоминающих блоков 5, 6 и 7,являются выходамй устройства в целом.

Способ основан на том, что частота о сигнала преобразователя, измеренного при максимальной разнице сигналов на, смежных частотах, является не только функцией толщины t слоя, но и его удельной электрической проводимости б . Причем, как свидетельствуют экспериментальные и расчетные данные, частота я сигнала преобразователя является функцией, обратно пропорциональной параметрам

t и б электропроводящего слоя и не зависит от зазора в широком диапазоне его изменения, Таким образом, если, например, известны частота Яо сигнала преобразователя и величина параметра б электропроводящего слоя, толщину t этого слоя (независимо от вариаций зазора в широких пределах) можно определить из соотношения

2

1. где С вЂ” постоянная величина.

Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего слоя реализуется следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 размещают в зоне контроля. С помощью генератора 1 в преобразователе 2 возбуждают ток с непрерывно изменяющейся .частотой в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщины электропроводящего слоя. Затем выходные сигналы генератора 1 и преобразователя 2 подают на вход блока 3. В блоке 3 осуществляют сравнение амплитуд сигналов преобразователя 2, выработанных им на смежных частотах, определяют их разницу и измеряют частоту O амплитуду Ао и фазу, на которой эта разница о максимальна. На трех -выходах блока 3 действуют напряжения соответственно пропорциональные амплитуде Ао, фазе

Чо и частоте яо

С помощью блока 4 измерения отношения напряжений, первый вход которого соединен с амплитудным выходом блока 3, а второй — с частотным выходом блока 3, выполняют операцию нормирования амплитуды А выходного сигнала преобразователя 2 по сигналу, величина которого прямо пропорциональна частоте ио сигнала. При этом выходной сигнал блока 4 измерения отйошения напряжений не изменяется при изменении частоты (0 тока возбуждения преобразователя 2, что позволяет, используя известные способы и устройства обработки информации, осуществлять одновременный и независимый контроль зазора h и удельной электрической проводимости G электропроводящего изделия на частоте G), равной ц .

При этом выделение сигнала, пропорционального величине б осуществляют (например,по аглоритму f(d )= . (1n (Ао+С1 3/!(Юо+Су ) (qî+С,), С<,г

3 121 контакты) с помощью первого запоминающего блока 5,один. из входов которого соединяют с фазовым выходом блока 3, а другой — с выходом блока 4 измерения отношения напряжений. В результате выходной сигнал запоминающего блока -5 пропорционален величине б электропроводящего слоя и не зависит от вариаций зазора h и толщины С электропроводящего слоя.

Во втором запоминающем блоке 6, осуществляют операцию выделения сигнала, пропорционального толщине t электропроводящего слоя, по приведенной формуле. Для этого на один из его входов подают сигнал с частотного выхода блока 3, а на другой вход— сигнал с выхода первого запоминающего блока 5.

С помощью третьего запоминающего блока 7, входы которого включены параллельно соответствующим входам первого запоминающего блока 5, выделяют сигнал, пропорциональный величине зазора h между преобразователем 2 и поверхностью контролируемого слоя, например, по алгоритму

f (h)=A /(1-cos(p,).

Способ позволяет осуществлять изйерения одновременно и независимо друг от друга трех параметров системы вихретоковый преобразователь— неферромагнитный электропроводящий слой: расстояния h (зазора или толщины диэлектрического покрытия) между вихретоковым преобразователем и

1648 электропроводящим слоем; толщины i, электропроводящего слоя и удельной электрической проводимости б электропроводящего слоя.

Формула изобретения

Способ измерения параметров неферромагнитного электропроводящего

l0 слоя, заключающийся в том, что вихретоковый преобразователь размещают в зоне контроля, регулируют частоту тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникио15 вение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщины слоя, сравнивают сигналы преобразователя, выработанные им на смежных частотах, 20 определяют их разницу и измеряют частоту, на которой эта разница максимальна, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области

25 применения способа, измеряют также амплитуду и фазу вносимого в преобразователь сигнала на измеренной частоте, по измеренным значениям частоты, амплитуды и фазы определяют

g0 удельную электрическую проводимость электропроводящего слоя и расстояние от преобразователя до поверхности слоя, а толщину определяют как функцию измеренных значений частоты

35 и удельнои электрическои проводимости электропроводящего слоя.

ЯНИИПИ Заказ 636/49 Тираж 778 По сао

Филиал ППП беат ° з .Ужгород, ул.Провктиая, 4