Вихретоковый способ двухпараметрового контроля изделий

Вихретоковый способ двухпараметрового контроля изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, например, для одновременного и независимого контроля толщины слоев изделия с двухслойным гальваническим покрытием, толщины покрытия и удельной электропроводности основы изделия с плакирующим слоем покрытия. Цель изобретения - повышение информативности за счет раздельного определения толщины слоев изделий с двухслойным покрытием, для этого компенсацию выходного сигнала преобразователя осуществляют при наличии в зоне контроля эталонного изделия из материала верхнего слоя покрытия, определяют толщину нижнего слоя покрытия по измеренным амплитуде и фазе сигнала преобразователя, а затем, используя зависимость фазы сигнала, вносимого в преобразователь изделия без верхнего слоя покрытия, от изменений толщины нижнего слоя покрытия и измеренную фазу, определяют толщину верхнего слоя покрытия. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ч

\. р»

СТВЕННЫИ КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IT СССР

ГОСУД P

ПО ИЗ Б

ПРИ Г IО

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ (54) В

МЕТР (57) И измер рокое народ време щины

Из иэмер рокое го хозя и неза делия тием, электр кирую слоя

OCHOB ским и ны ра слоями

Це м ативн ния то покрыт (21) 44 (22) 20 (46) 23 (71) М (72) Е. (53) 62 (56) Ав

¹ 126

Ав

¹ 824

ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2757/24-28

06.88, 11.90. Бюл, ¹43 сковский энергетический институт . Беликов и Л.К. Тимаков .179.142.56(088.8) орское свидетельство СССР

583, кл, G 01 N 27/90, 1985. орское свидетельство СССР

16, кл. G 01 В 7/06, 1979.

XPETOKOBbIЙ СПОСОБ ДВУХПАРАВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ обретение относится к контрольнотельной технике и может найти шиприменение во всех отраслях . ого хозяйства, например, для одноного и независимого контроля толслоев иэделия с двуслойным бретение относится к контрольнотельной технике и может найти ширименение во всех отраслях народноства, например для одновременного исимого контроля толщины слоев издвуслойным гальваническим покрытолщины покрытия и удельной проводности основы иэделия с плаим слоем покрытия, толщины подудельной электропроводности изделия с двуслойным гальваничеи плакирующим покрытием, толщислоя между электропроводящими и т.п.. ь изобретения — повышение инфорсти за счет раздельного определещины слоев изделия с двуслойным ем, . Ж 1608422 А1 (s<)s 6 01 В 7/06, G 01 N 27/90 гальваническим покрытием, толщины покрытия и удельной электропроводности основы изделия с плакирующим слоем покрытия. Цель изобретения — повышение информативности за счет раздельного определения толщины слоев изделий с двуслойным покрытием. Для этого компенсацию выходного сигнала преобразователя осуществляют при наличии в зоне контроля эталонного изделия из материала верхнего слоя покрытия, определяюттолщину нижнего слоя покрытия по измеренным амплитуде и фазе сигнала преобразователя, а затем, используя зависимость фазы сигнала, вносимого в преобразователь изделиями беэ верхнего слоя покрытия, от изменений тол.щины нижнего слоя покрытия и измеренную фазу, определяют толщину верхнего слоя покрытия. 1 ил.

На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа, Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, вихретоковый преобразователь 2 с компенсатором (не показан), амплитудный детектор 3, логарифмитический усилитель 4, первый 5 и второй

7 сумматоры, функциональный преобразователь 6, а также фазометр 8, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй вход с выходом преобразователя 2, а выход — с вторыми входами сумматоров 5 и 7. Выхор".ми устройства являются выходы сумматоров 5 и 7.

Способ основан на гомотетичности годографов выходного сигнала преобразователя от вариаций толщины tI верхнего слоя

1608422

20

55 покрытия и различных фиксированных значениях толщины tz нижнего слоя покрытия с центром в точке компенсации выходного сигнала преобразователя на эталонном изделии из материала верхнего слоя покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля.

При этом точка компенсации является одновременно полюсом семейства логарифметических спиралей U(t> = var; t2 = const).

Таким образом, если известны амплитуда U и фаза О,р выходного сигнала преобразователя, то tg можно определить из алгоритма U = In Uà + К Ор, à t> — как функцию измеренной фазы и фазы, найденной из предварительной построенной зависимости по известной величине t2.

Способ на примере решения задачи измерения толщин электропроводящих немагнитных слоев двуслойного покрытия, нанесенного на плоскую немагнитную электропроводящую основу с помощью накладного вихретокового преобразователя, реализуется следующим образом, С помощью генератора 1 в вихретоковом преобразователе 2 возбуждают переменный ток. Затем преобразователь 2 устанавливают на эталонное иэделие из материала верхнего слоя покрытия толщиной много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля. С помощью компенсатора (не показан) минимизируют амплитуду выходного сигнала преобразователя 2. При этом обеспечивается гомотетичность годографов выходного сигнала преобразователя 2 от вариаций t1 при различных фиксированных значениях t2 с центром в точке компенсации преобразователя

2, являющегося одновременно полюсом логарифметических спиралей (t> = var; t2 =

const). После этого преобразователь 2 устанавливают на поверхность контролируемого изделия и с помощью амплитудного детектора 3 и фазометра 8, опорный сигнал на который подают с выхода генератора 1, осуществляют измерения амплитуды 14 и фазы Up выходного сигнала преобразователя 2.

В усилителе 4 осуществляют операцию логарифмирования амплитуды U> выходного сигнала преобразователя 2. а в сумматоре 5 — операцию суммирования полученного на выходе фазометра 8 сигнала Up и сигнала. U>. В резуль- тате на выходе первого сумматора 5 действует напряжение 0 = 1п U +K Llp, зависящее только от величины ©, так как при вариациях t> конец вектора выходного сигнала преобразователя 2 перемещается по одной и той же логарифмической спирали, U (t2

= const; t> = ча ),a изменения U могут иметь место лишь в случае, когда изменяет свое значение.

Для измерения толщины t> верхнего слоя покрытия расчетным или экспериментальным путем определяют зависимость фаэы сигнала, вносимого в преобразователь 2 контролируемым изделием без верхнего слоя покрытия (t> = О), от изменений толщины t2 нижнего слоя покрытия, Полученная зависимость реализуется с помощью функционального преобразователя 6, выходной сигнал которого используют для коррекции нелинейности фазовых зависимостей преобразователя 2 при изменениях толщины tz.

В связи с этим на вход преобразователя 6 п дают сигнал U, действующий на выходе первого сумматора 5 и зависящий только от толщины t2. Формирование сигнала, пропорционального толщине t1, осуществляют с помощью второго сумматора 7, первый вход которого подключен к выходу функционального преобразователя 6, а второй — к выходу фазометра 8. Информацию о толщине 11 верхнего слоя покрытия (независимо от вариаций толщины t2 нижнего слоя покрытия) снимают с выхода второго сумматора 7, а информацию о толщине t2 (одновременно и независимо от вариаций t>) — с выхода первого сумматра 5.

Способ позволяет без каких-либо перестроек осуществлять не только измерения толщины покрытия и удельную электропроводность основы однослойного изделия, но и толщину этого слоя покрытия и толщину. подстилающего слоя. Так, например, предлагаемым способом можно решить задачу измерения толщины серебра на любых основах (от титана до меди) и удельную электропроводность основы под слоем серебра, а также измерить толщины серебра и, например, медного подслоя на латуни или бронзе. При этом не требуется каких-либо изменений в схеме прибора, что расширяет его область использования.

Коэффициент К = 0,9 — 1,2 выбирается опытным путем, исходя из минимальной погрешности измерений толщины нижнего, слоя покрытия в заданных диапазонах вариаций параметров изделия.

Формула изобретения

Вихретоковый способ двухпараметрового контроля изделий, заключающийся в том, что компенсируют выходной сигнал вихретокового преобразователя при наличии в зоне контроля эталонного изделия толщиной, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля, размещают в зоне контроля контролирующее изделие, измеряют амплитуду и фазу выходного сигнала вихретокового преобразователя и опрееляют по результатам их обработки параметры изделия, 1608422 ч а ю шийся тем, что, с целью ения информативности за счет разго определения толщины слоев издес двуслойным покрытием, сацию выходного сигнала вихретопреобразователя осуществляют с поэталонного изделия из материала

ro слоя покрытия, толщину т„нижнепокрытия определяют из соотноше= f(tn U. + К U<), — сигнал,.пропорциональный амплитуде ного сигнала преобразователя; сигнал, пропорциональный фазе вы.— го сигнала преобразователя;

Составитель И, Косоян

А. Козориз Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редакто

Заказ 3 05 Тираж 513 Подписное

ВН ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Пр изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 от и пов ш дель о лий комп н ково о мощ ю верх е госл я ния т где U выхо

u — ходн

К вЂ” константа, из заранее полученной зависимости напряжения, пропорционального фазе сигнала и вносимого в преобразователь эталонными изделиями без верхнего

30 слоя покрытия, от изменений толщины нижнего слоя покрытия, по определенной толщине нижнего слоя покрытия получают соответствующее толщине нижнего слоя покрытия значение напряжения, формируют

35 сигнал, пропорциональный алгебраической сумме напряжения, пропорционального измеренной.фазе, и напряжения, определенного по указанной зависимости, и по величине этого сигнала определяют толщи40 ну верхнего слоя покрытия.