Способ контроля параметра электропроводящего немагнитного слоя

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в неразрушающем контроле качества изделий вихретоковым, ультразвуковым, радиоволновым и другими методами, а также в йкустике, экранировании РЭА, индукционной воздушной и наземной электроразведке полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа контролируемых параметров. Поставленная цель ется тем, что в способе, включакщем размещение вихретокового преобразователя на заданном расстоянии от контролируемого слоя, регулирование частоты тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивакяцем , проникновение электромагнитного по- .ля на глубину от,нескольких долей до величины, равной или большей толщины слоя, и измерение амплитуды вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты и частоты сигнала в характерной точке , измеряют также фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем . дигшазоне вариаций частоты. Определяют зависимость амплитуды от фазы вносимого в преобразователь сигнала как функции частоты сигнала для слу- Ч4Я разме щенйя преобразователя на том же расстоянии от электропроводящего немагнитного слоя толщиной, много большей глубины прон икновения . В него электромагнитного поля. Затем сравнивают амплитуды сигналов для обоих случаев размещения преобразователя при одном и том дсе значении фазы сигнала и при совпадении сравниваемых амплитуд фиксируют параметры сигнала, по результатам обработки которых определяют параметры слоя. При этом наиболее оптимальным является, решение, при котором из множества фиксируемых параметров сигнала, соответствующих совпадающим значениям амплитуд, для последующей обработки выбирают параметры сигнала на минимальной частоте. 2 ил. I (Л со 00 ел о СП СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 5 Al (50 4, G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ((, Г Н((gQ )

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: .,: " у, Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ - "-. Ъ, ""4; (21) 4052848/25-28 (22) 08.04.86 (46). 30.03 ° 88. Бюл. У 12 (71) Московский энергетический институт (7 ) Е. Г. Беликов и А.. П. Тычинин (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 211130, кл. С 01 N 27/90, 1966. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО НДМАГНИТНОГО СЛОЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в неразрушающем контроле качества иэделий вихретоковым, ультразвуковым, радиоволновым и другими методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной воздушной и .наземной электрораэведке полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа контролируемых параметров. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размещение вихретокового преобразователя на заданном расстоянии от контролируемого слоя, регулирование частоты тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного по.ля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщины слоя, и измерение амплитуды вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты и частоты сигнала в характерной точке, измеряют также фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариацийчастоты. Опреде; ляют зависимость амплитуды от фазы вносимого в преобразователь сигнала как функции частоты сигнала для слу» чая размещения преобразователя на том же расстоянии от электропроводящего немагнитного слоя толщиной, много большей глубины проникновения . в него электромагнитного поля. 3атем сравнивают амплитуды сигналов для обоих случаев размещения преоб- . разователя при одном и том же значении фазы сигнала и при совпадении сравниваемых амплитуд фиксируют параметры сигнала, по результатам обработки которых определяют параметры слоя. При этом наиболее оптимальным является решение, при котором из множества фиксируемых параметров сигнала, соответствующих совпадающим значениям амплитуд, для последующей обработки выбирают параметры сигнала иа минимальной частоте. 2 ил.

1385055

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти приМенение в неразрушающем .контроле качества изделий вихретоко5 вым, ультразвуковым, радиаволновым и другими методами.

Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение функциональных воэможностей за счет увеличения числа контролируемых параметров слоя.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - зависимости со- 15 ответственно амплитуд А „и А от фазы q сигнала как функции частоты для случая размещения преобразователя на заданном расстоянии от контролируемого слоя (кривая. I) и для слу" 20 чая размещения преобразователя на том же расстоянии от немагннтного электропроводящего слоя толщиной, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля (кри- 25 вая Ir) .

Устройство,. реализующее способ, содержит последовательно соединенные генератор 1 регулируемой частоты, вихретоковый преобразователь 2, íà 30 заданном расстоянии от которого размещен контролируемый слой 3, измерительный блок 4, второй вход которого подключен к выходу генератора .1,. второй измеритель1й блок 5. второй 35 вход которого подключен к фазовому выходу первого измерительного бло" " ка 4, а третий вход - к выходу запоминающего блока 6, соединенного по входу с фазовым выходом первого изме- 40 рительного блока 4, блок 7 обработки сигнала, два других входа которого подключены соответственно к частотному и фазовому выходаи измерительного блока 5, и второй блок 8 обработки сигнала, второй вход которого подключен к частотному выходу второго измерительного блока 5. Выходы блоков 7 и 8 обработки сигнала являются выходами устройства в целом.

Способ основан на существовании 50 счетного множества точек совпадения (пересечения) амплитудно-фазовой зависимости преобразователя для случая размещения на заданном рас". стоянии от него немагнитного элек55 тропроводящего слоя конечной толщинь1 (кривая I) с аналогичной зависимостью для случая размещения на том же расстоянии от преобразователя немагннтного электропроводящего слоя толщиной t « (кривая II).

Способ реализуется следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 размещают на заданном расстоянии от контролируемого слоя 3 (фиг. 1).

С помощью генератора 1 регулируют частоту тока возбуждения преобразователя 2 в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщине слоя. После этого выходной сигнал преобразователя 2 подают на вход измерительного блока 4, второй, опор" ный сигнал на который поступает с выхода генератора 1. С помощью блока

4 измеряют амплитуду А „ и фазу ц»., вносимого в преобразователь 2 сигна ла.

Экспериментальным или расчетным путем определяют зависимость амплиту. ды А от фазы вносимого в преобразователь 2 сигнала как функции частоты и» (кривая II на фиг. 2) для случая размещения на том же расстоя" нии от преобразователя 2 электропроводящего немагнитного слоя толщиной, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля. Полученную зависимость вводят в запомина. ющий блок 6, включенный по входу с фазовым выходом измерительного блока 4. Затем напряжения, пропорцио нальные А, и 1,, с. выхода измерительного блока 4 и напряжение, пропорциональное А на полученной за,висимости, с выхода блока 6 подают о на соответствующие входы второго из мерительного блока 5. В блоке 5 при измеренной фазе = ч», сигнала сравнивают (фиг. 2) измеренную амплитуду

А сигнала (кривая Е) с амплитудой

А на полученной зависимости (кри" вая II) и при их совпадении А„=А < фиксируют параметры (А, q,, ю,) сигнала. После этого напряжения, пропорциональные А„, ц»,, со, с выхода второго измерительного блока 5 подают на соответствующие входы блока 7, где их обрабатывают. по известному алгоритму.

4 (р) = (1п(А » + C,)3/(W,+ Cz) гне»= R ыэ,qo, R — эквивалентный радиус ВТП; и " магнитная постоян,3

1385055 ная; А, = — )00; А,„- максимальная

Аа м вносимая в ВТП амплитуда сигнала, соответствующая минимально возмрж- 5 ному при контроле значению зазора

h и 6-,С, «5, С = 1,6 при Н =.

h/Re(0,1;3,0 и pef0,625; 40), так что на выходе блока 7 обработки действует напряжение U(6) пропорцио- 10 нальное только удельной электрической проводимости b контролируемого слоя. Затеи выходное напряжение U(C) блока 7 и напряжение, пропорциональное частоте ы, сигнала, подают для 15 дальнейшей обработки на соответству-. ющие входы блока 8. В блоке 8 их обрабатывают по известному алгоритму

t С3(И,8)

-с(я 20 где C =(2-2,5)n; и = 1,2,3..., Сз устанавливается при градуировке На заданный диапазон вариаций ы„ и Ь по минимальной погрешности, так 25 что на выходе блока 8 действует напряжение 0(й), пропорциональное толь ко толщине t контролируемого слоя.

Дополнительное повышение точности контроля параметров слоя достигается тем, что из множества фиксируемых во втором измерительном блоке 5 параметров сигналов преобразователя 2, соответствующих совпадающим значениям амплитуд (см. точки О,С,... на фиг.. 2) для следующей обработки их в блоках 7 и 8 выбирают параметры сигнала на минимальной частоте, т.е. в точке 0(А, ц,, ы,), в ок- 40 рестности которой различие (A„-А ) сравниваемых амплитуд на смежных фазах (частотах) существенно больше, чем, например, в точке С. В этом случае коэффициент Сз= 2-2,5; п1.

Формула изобретения

Способ контроля параметра электропроводящего немагнитного слоя, заключающийся в том, что изменяют частоту тока возбуждения вихретокового преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электро" магнитного поля на глубину от нескольких долей минимальной толщины слоя до величины, равной или большей максимальной толщины слоя, измеряют амплитуду вносимого. в преобразователи сигнала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа контролируемых пара-. метров, предварительно размещают преобразователь на заданном расстоянии от электропроводящего слоя толщиной, много большей глубины .I проникновения в него электромагнитного поля, изменяют частоту тока возбуждений в выбранном диапазоне, определяют зависимость амплитуды от фазы вносимого в преобразователь сигнала, размещают преобразователь на том же расстоянии от поверхности контролируемого слоя, измеряют также фазу вносимого в преобразователь сигнала, сравнивают амплитуды для обоих случаев размещения преобразователя при одном и том же значении фазы сигнала, фиксируют нормируемую амплитуду, частоту и фазу в момент совпадения сравниваемых амплитуд, по результатам обработки измеряемых частоты амплитуды фазы сигнала опре- . деляют значение удельной электрической проводимости контролируемого слоя, а по результатам обработки измеренной частоты и найденного значения удельной электрической проводимости - толщину слоя.

1385055 Ь.1 оба

Фиг.2

Составитель И. Кесоян

Редактор М. Бандура Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ )408/42: Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 ,! Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с