Вихретоковый способ двухпараметрового контроля изделий

р СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМТ СССР ГОСУД Р ПО ИЗ Б ПРИ Г Р О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВ 2757/24-2806.88,11. 90. Бюл, %43сковский энергетический институт(54) В МЕТР (57) И измер рокое народ време щины Из иэмер рокое го хозя и неза делия тием,электр кирую слоя основ ским и ны ра слоями Це мативн ния то покрытОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ ДВУХПАРАВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ обретение относится к контрольно- тельной технике и может найти шиприменение во всех отраслях ого хозяйства, например, для одно- ного и независимого контроля толслоев иэделия с двуслойным бретение относится к контрольно- тельной 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, толщи- слоя между электропроводящими и т,пь изобретения - повышение инфорсти за счет раздельного определещины слоев изделия с двуслойным ем,.,Ж 1608422 А 1(5 ф)5 6 01 В 7/06, О 01 й 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 т 1 верхнего слоя10 15 20 2530 35 40 45 50 55 покрытия и различных фиксированных значениях толщины 12 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 О(т 1 = чаг; т 2 = сопзт),Таким образом, если известны амплитуда О и фаза О,р выходного сигнала преобразователя, то т 2 можно определить из алгоритма О = 1 и Оа + К Ор, а 11 - как функцию измеренной фазы и фазы, найденной из предварительной построенной зависимости по известной величине 12.Способ на примере решения задачи измерения толщин электропроводящих не- магнитных 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 11 при различных фиксированных значениях т 2 с центром в точке компенсации преобразователя 2, являющегося одновременно полюсом логарифметических спиралей (т 1 = чаг; т 2 = сопэт). 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 Оа и фазы Ор выходного сигнала преобразователя 2,В усилителе 4 осуществляют операцию логарифмирования амплитуды О выходного сигнала преобразователя 2, а в сумматоре 5 - операцию суммирования полученного на выходе фазометра 8 сигнала Ор и сигнала О. В результате на выходе первого сумматора 5 действует напряжение О = 1 п О+К Ор, зависящеетолько от величины 12, так как при вариациях О конец вектора выходного сигнала преобразователя 2 перемещается по одной и той желогарифмической спирали, О(2 = сопя; т 1 = ча),а изменения О могут иметь место лишь в случае, когдаизменяет свое значение,Для измерения толщины т 1 верхнегослоя покрытия расчетным или экспериментальным путем определяют зависимость фаэы сигнала, вносимого в преобразователь 2 контролируемым изделием без верхнего слоя покрытия (т 1 = О), от изменений толщины 12 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 12. В связи с этим на вход преобразователя 6 п дают сигнал О, действующий на выходе первого сумматора 5 и зависящий только от толщины т 2 Формирование сигнала, пропорционального толщине т 1, осуществляют с помощью второго сумматора 7, первыйвход которого подключен к выходу функционального преобразователя 6, а второй - квыходу фазометра 8, Информацию о толщине О 1 верхнего слоя покрытия (независимо от вариаций толщины 12 нижнего слоя покрытия) снимают с выхода второго сумматора 7, а информацию о толщине т 2 (одновременно и независимо от вариаций т 1) - 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 задачуизмерения 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 илибронзе. При этом не требуется каких-либоизменений в схеме прибора, что расширяетего область использования.Коэффициент К = 0,9 - 1,2 выбираетсяопытным путем, исходя из минимальной погрешности измерений толщины нижнего,слоя покрытия в заданных диапазонах вариаций параметров изделия,Ф о р мул а и зоб ретен и яВихретоковый способ двухпараметрового контроля изделий, заключающийся втом, что компенсируют выходной сигналвихретокового преобразователя при наличии в зоне контроля эталонного изделиятолщиной, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля, размещают в зоне контроляконтролирующее изделие, измеряют амплитуду и фазу выходного сигнала вихретокового преобразователя и опрееляют порезультатам их обработки параметры изделия,1608422 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ения информативности за счет разго определения толщины слоев издес двуслойным покрытием, сацию выходного сигнала вихретопреобразователя осуществляют с по- эталонного изделия из материала го слоя покрытия, толщину тнижне- покрытия определяют из соотноше=Юп О.+КО),- сигнал,.пропорциональный амплитуденого сигнала преобразователя;сигнал, пропорциональный фазе вы. -го сигнала преобразователя; Составитель И, КосоянА. Козориз Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Реда кто Заказ 3 05 Тираж 513 Подписное ВН ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 где 0 выхо оив ходн К - константа, из заранее полученнойзависимости 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 алгебраическойсумме напряжения, пропорционального измеренной фазе, и напряжения, определенного по указанной зависимости, и по величине этого сигнала определяют толщи ну верхнего слоя покрытия.