Вихретоковый способ контроля качества покрытий

Вихретоковый способ контроля качества покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-%тенте, с - ex .. i. чесщде

„ на lYILJA

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик ((1 564 585

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к ает, свил-ву (22) За явлено 14.03.74 (21) 2004546/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 07 77 Бюллетень №2 (45) Дата опубликования описания 03.11.77

Я (51) М, Кл, С 01 К 27/86

С1 01 В 7/06

Государственный комитет

Совете Нннистров СССР по делая изобретений и открытий (53) а ДК 620.179.1 42 (088.8) (72) Авторы изобретения

E. Г. Беликов и Ю. Я. Останин (7! ) Эая вигель (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПОКРЫТИЙ

Изобрегение относится к контрольно-из мерительной технике. Известны способы вихретокового коитроля качества покрытий, при которых режим кон троля устанавливают либо при отсутствии в компенсационной зоне эталонного изделия, либо путем раэмеще:<ия в компенсационной зоне эгалона из материала основы 11,$.2, Известен также вихрегоковый способ контроля качества покрытий, заключаюшнйся l0 в roM, что в измерительной и компенсационной зонах вихрегокового преобразователя располагают идентичные эталонные изделия, напряжения минимизации выходного напряжения преобразователя устанавливают режим l5 т

Ъ контроля, затем раэмешаюг в измерительной зоне преобразователя контролируемое изделие и по выходному сигналу преобразователя судят о качестве покрытия (31, Однако при контроле качества прикрытий 20 известные способы обладают сушествепиьпк недостатком: на результаты контроля ска» зываюгся малейшие:изменения удельной элекгрической проводимости основного материала. 2S

Цель изобретения - новысигь гочносгь и над жность контроля качества покрытий.

Указанная йель достигается тем, что для установки режима контроля используют эталонное изделие, выполненное иэ матерте ала покрытия с голшиной, превышавшей глубину проникновечия плоской электромат нигной волны в материал покрытия, а радиусы катушек преобразователя выбирают ,из соотношения е4м, ь . де Й - pawyc катушки преобразователя;

Я - круговая частота питаюшего напри» жения;

Р и абсолютная магнитная проницаемость материала покрытия;

Д .удельная. электрическая проводимость

It не гериала покрыгтея.

Иа фиг. 1 изображена структурная схема устройства для установки режима конгратя предлагаемым способом; иа фиг. 2 устрой ство, реализуюшее предлагаемый способ; на фит. 3 - зависимости выходной величины преобразователя (фазы) or изменений

3 контролируемого параметра (толщины покрытия) и or изменения электромагнитных свойств (удельной электрической проводимости) основного материала; на фиг. 4зависимости погрешности (приращения фазы)

or диаметра преобразователя.

Перед контролем изготавливают эталонHbIP изделия 1 и 2 из одной и той же ваго» товки (например из алюминия АЛ-1 ), производя обработку рабочей поверхности эталон10 ных изделий по классу, соответствующему классу чистоты поверхности контролируемого изделия.

Измерительные обмотки катушек 3 и 4 вихретокового преобразователя 5 соединяют последовательно встречно, а возбуждающие = последовательно согласно. Питание преобразователя 5 осуществляют при помощи генератора 6. Предварительно подбором витков катушек 4 и 3 минимизируют выходное напряжение преобразователя 5 в воздухе. Региетрацию выходного напряжения осуществляют измеритетт ным устройством 7, Способ заключается в следующем.

В из мери тельной з оне 8 и компенсационной зоне 9 преобразователя располагают эталонные изделия 1 и 2 и вновь минимизируют выходное напряжение. Последнее обеспечивают выравниванием зазоров между наружными поверхностями эталонных изде- go лий 1 и 2 и поверхностями катушек 3 и 4., обращен ь ми к эталонным изделиям.

При контроле (фиг. 2) в измерительной зоне 8 преобразователя 5 на том же расстоянии or рабочей поверхности катушки 3, что и эталонное изделие 1, располагают контролируемое изделие 10, имеющее покрытие ll, нанесенное на основу 12. При этом эталонные изделия 1 и 2 выполняют из материала покрытия с толщиной, во много раз,тн превышающей глубину проникновения плоской электромагнитной волны в материал покрытия, а радиусы катушек преобразователя выбирают из соотношения Р Гю р„6„ где - радиус катушки преобразователя;

4) - круговая частота питающего напряжения",, фи- абсолютная магнитная проницаемость 50 материала покрытия;

- удельная электрическая проводимость п материала покрытия.

При контроле толщины алюминиевых пок рытий в диапазоне or 0 до 500 мкм на у основаниях из сплавов алюминия удельная электрическая проводимость может колебаться в пределах or 12 МСм/м до

26 См/м. Причем удельная электрическая про» водимость алюминиевого покрытия 11 (ма- áo

repman маРки ALI-1) рааНа 36 МС M u остается постоянной в процессе контроля, а внешняя поверхность контролируемого покрытия и рабочие поверхности эталонов

1 и 2 достаточно ровные и чистые (класс чистоты выше V 5).

Постоянство материала покрытия 11 и высокая чистота обработки поверхности контролируемого иэделия 10 позволяет при измерении толщины покрытия исключить из рассмотрения погрешности, связанные с изменениями удельной электрической проводимостью покрытия и расстояния от поверхности контролируемого иэделия до поверхнос ти преобразователя.

Исходя из условий задачи и вышеприве денного неравенства и принимая частоту питающего преобразователя напряжения т". =20 кГц, радиусы преобразователя 5 выбирают равными 4, 44 мм, а толщину 4 эталонов 1 и 2 Во много раз больше глуоины проникновения плоской электромагнит ной волны в материал покрытия, т.е. 10 мм.

При этом погрешность измерений толщины контролируемого покрытия при установке режима контроля по схеме {фиг. 2), использующей предлагаемый способ, практи чески отсутствует во всем заданном диана зоне изменений удельной электрической проводимости основного материала и толшин покрытия, На фиг. 4 показано, что погрешность, связанная с нелинейностью фазовых зави симостей снижается по мере увеличения радиуса преобразователя 5, что позволяет существенно увеличить надежность контроля толщины.

При контроле качества покрытий установкой режима контроля преобразователя 5 искусственно ориентируют на максиму 1 чувствительности к толщине покрытия, ис

IIoIIb3 II Qfls этого эталоны 1 и 2 из мате» риала покрытия с толщиной много большей глубины проникновения плоской электромаг нитной волны в материал покрытия. Наст ройка преобразователя 5, т.е. установка режима контроля, на максимум чувствительности к параметрам контролируемого пок-! рытия соответственно снижает чувствительность преобразователя 5 к изменению параметров других слоев, в частности к удельной электрической проводимости основы, толщина которой на заданной рабочей часто» те считается равной" бесконечности" (много больше глубины проникновения плоской электромагнитной волны в материал основы)

Предлагаемый способ контроля качества покрытий может быть использован для любых типов преобразователей (накладных, s KBHHbIx или проходных), реализующих вих664585 ретоковый способ неразрушающего контроля, а также для изделий различных конструктивных форм.

Формула из обре тенин

Вихретоковый способ контроля качества покрытий, заключающийся в том, что в из мерительной и компенсационной зонах вих1 ретокового преобразователя располагают идентичные эталонные изделия и путем минимизации выходного напряжения преобра зователя устанавливают режим контроля, затем размещают в измерительной зоне преобразователя контролируемое изделие и по выходному сигналу преобразователя судят о качестве покрытия, о г л и " a ю» шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, используют эталонное изделие, выполненное из мат риала покрытия с толщиной, превы- д» шающей глубину проникновения плоской электромагнитной волны в материал покрытия, а радиусы катушек преобразователя выбирают из соотношения, р асаф„б„ь5

i5 где Я радиус катушки преобразователя;

Q - круговая частота питающего напряжения; ц - абсолютная магнитная проницаемость материала покрытия; п удельная электрическая проводимость материала покрытия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Никитин A. И., Лорофеев А, Л., Засютинский H. H. Усовершенствованный портативный транзисторный толшимер для контроля изделий из материалов с высокой удельной электпической проводимостью. Те зисы докладов ф Всесоюзной межвузов кой конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий.

Ч. 1, Рига, 1975, с. 208.

2. Валигов А. М., Шилов Г. И. Приборы и методы контроля толщины покрытий.

Справочное пособие, Машиностроение», Л., 1 970, с. 60.

3. Авторское свидетельство ССCP

% 313071, кл. Q 01 В 7/06, 1968.

564585 р нян

Гд

Фиг, 4 мн

Составитель И. Кесоян

Редактор Г, Кузьмина Текреп Н. Анцрейчук Корректор C. Шекмар

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Зайаз 2145/210 Тираж 1101 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Минисгрон СССР по делам изобретений и отирыгий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5