Устройство для измерения толщины магнитных поверхностных слоев

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3(59 О 0 ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ. СССРИЙ И ОТНРЫТИИ)у ЛЬСТВ и чизик ения,двухднастоя 37 Шилов Г,И.троля толщишиностроен еф ИСАНИЕ ИЗОБР(71) Институт прикладнойАН БССР,.ЯО 10579( 54 ) ( 57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТОЛЩИНЫ МАГНИТНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХСЛОЕВ, содержащее рычаг с уравновешенным противовесом постоянныммагнитом и спиральную пружину, ол и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повьвюния точности измерпостоянный магнит .выполнен изчастей, установленных соосно онад другой на регулируемом раснии, причем нижняя часть магнитавыполнена в виде шарового сегментверхняя часть - в виде стержня, авекторы намагниченности частейпостоянного магнита направлены колинеарно.1057901 при встречном и одинаковом направлениях намагниченности частей магнита.Устройство содержит-рычаг. 1, постоянный магнит, выполненныЯ из двухчастей - верхней 2 части и нижней3 части, противовес 4, спиральнуюпружину 5, индикаторную стрелку 6 ишкалу 7.Верхняя 2 и нижняя 3 части постоянного магнита установлены соосно одна,0 над другой на регулируемом расстоянии,при этом нижняя 3 часть магнита выполиена в виде шарового .сегмента, а верхняя часть 2 - в виде стержня. Части2 и 3 магнита должны быть изготовлены из материала с достаточной коэрцитивной силой так, чтобы при сближении частей магнита не произошло ихвзаимного перемагничивания. Этомуусловию удовлетворяют, например, ннтерметаллические соединения кобальтас редкоземельными металлами или плати- .нокобальтовые сплавы, имекшие коэрциОтивную силу порядка нескольких тысяч - .МПостоянный магнит жестко закрепленна рычаге 1, который уравновешивается с помощью противовеса 4. Спиральная пружина 5 внешним концом жесткоприкреплена к плечу рычага 1, на котором закреплен постоянный магнит,а врутренннм - к оси, вмонтированной в корпусе с возможностью поворо"та. На этой же оси крепится индикаторная стрелка б, шкала.7 помещена наз корпусе,Изобретение относится к магнитнойтехнике и может быть использованодля измерения ферритной составляющей двухфазной стали в наплавленных,слоях на ферромагнитном основанииа также для измерения в широком диапазоне толщины гальванических никелевых покрытиЯ на неферромагнитнойоснове.Известно устройство для определения содержания феррнта в стали, содержащее постоянный магнит, подвешенный на конце упругого стержня.Мерой количества Феррита являетсяизмеряемая тензодатчиками величинапрогиба стержня в момент отрыва . 15магнита от поверхности контролируемого изделия, Ц ., Недостатком устройства является.низкая точность измерения количестваферрить в тонких наплавленных слОяхробусловленнаявлияниЕм ферромагнитной основы изделия.Наиболее близким техническим решением является-Фазометр, которыйсодержит уравновешенный рычаг спостоянным магнитом, спиральнуюпружину и рамку, размещенную в магнитном поле. При пропускании постепенно возрастающего постоянного тока через обмотку рамки возникаетмеханический момент, стремящийся 30оторвать закрепленный на конце рычага постоянный магнит от иэделия. Величина тока отрыва пропорциойальнасиле притяжения магнита и, следовательно, зависит от содержания 35магнитной Фазы в исследуемом металле 12 .Вследствие того, что конструкциямагнита не позволяет регулировать глу-,бину намагниченного слоя, на показания 40прибора при измерениях оказывает влия"ние ферромагнитная основа иэделий.Поэ-тому понижаются чувствительность иосо-бенно точность измерений в тонкихнаправленных слоях и ограничиваетсяобласть применения известного устройства,Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается ф ; 50 тем, что в устройстве для измерения толщины магнитных поверхностныхслоев, содержащем рычаг с уравно" вешенным противовесом постоянным магнитом и спиральную пРужину, пос тоянный магнит выполнен из двухчастей, установленных соосно одна иад другой на регулируемом расстоянии, причем нижняя часть магнита выполнена в внде шарового сегмента, верхняя часть - в виде стержня, а век торы намагниченности частей постоянного магнита направлены коллинеарно.На фиг, 1 и 2 представлена конструкция устройства для измерения толщины магнитных поверхностных слоев 65 Устройство работает следующим образом.При определении количества феррит ной Фазы в наплавленном металле, постоянный магнит прибора, помещенного на поверхность изделия, притяги,вается к изделию с силой, пропорциональной количеству феррита в .Наплав-. ленном шве. Закручивание внутреннего конца спиральной пружины 5 приводит к постепенному увеличению крутящего момента, действукщего на рычаг 1 и стремящегося оторвать нижнюю 3 часть постоянного магнита от изделия. При повороте оси индикаторная стрелка б перемещается по шкале. 7 и в момент равенства сил притяжения и отрыва по углу закручивания внутреннего конца спиральной пружины 5 посредством отсчета показаний по шкале 7 определяется количество Феррита в направленном слое. При этом если нижняя 3 и верхняя 2 части магнита намагничены встречно фиг. 1 магнитные силовые линии будут концентрироваться вблизи поверхности, и поле магнита не проникает в иэделие на большую глубину. При сближении нижней 3 и верхней 2 частей магнита уменьшается глубина намагниченного слоя, что позволяет избавить ся от влияния магнитомягкой основы1057901 Составитель В. ВагинТехред И. Ыадь Корректор А. Тя Лушнико Редакт 57/49 Тираж 71 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушссно Подмитета СССРкрытыйя наб., д. 4/5 каз филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при контроле феррнта в тонких наплавленных слоях. В то же время поле нижней 3 части магнита вблизиповерхности остается достаточно боль- шиМ, поэтому влияние раэмагничивающего фактора отдельных частиц феррита на показания прибора незначительно, что позволяет освободиться от ошибки измерений вследствие различной структуры частиц поверхностных слоев. Если же контролируемый слой 1 О ,достаточно толстый, то, с целью уменьшения разброса показаний прибора в разных точках поверхности и усреднения результата,измерения по возможно большему объему образца, векторы намагниченной верхней 2 и нижней 3 .частей магнита ориентируют в одном направлении (фиг. 2. В этом случае . магнитное поле будет проникать в изделие на большую глубину и на показания прибора будут влиять свойства более глубоких слоев изделия. Такаяконфигурация направлений намагниченности верхней 2 и нижней 3 частеймагнита может использоваться дляизмерения толщины толстослойных гальванических никелевых покрытий на немагнитной основе. Изменением рас-,стояния между верхней 2 и нижней 3частями магнита можно менять глубинунамагниченного слоя и, следовательно, чувствительность и точность измерений. Таким образом, применение новой конструкции постоянного магнита в предлагаемом устройстве, поэволякаей контролировать направление намагниченности отдельных частей магнита и расстояние между этими частями, позволило расширить область применения, увеличить чувствительность и точность измерений.М