Электромагнитный способ измерения толщины двухслойных покрытий на ферромагнитной основе

 

1111 4826I4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саоз Соввтсннх

Содналнстичеипи

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (5!) Ч. Кл, 6 01Ь 7/02 (22) Заявлено 25.02.72 (21) 1752236/25-28 с присоедипе1ц1ем заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.75. Б1оллетень № 32

Дата опубликования описания 18.12.75 (53) УДК 53!.717.! I (08$.8) оо делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Г. Пахомов и А. Л. Рубин

Новосибирский авиационный завод им. В. П. Чкалова (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛ|ЦИНЪ| ДВУСЛОЙНЪ|Х ПОКРЫТИЙ

HA ФЕРРОМАГНИТНОЙ ОСНОВЕ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть исвользовано для неразрушающего контроля толщины каждого слоя двуслойных немагнитиых покрытий на ферромагнитной основе.

Известен электромагнитный способ измерения толщины двуслойных покрытий на ферромагнитной основе, заключающийся в том, что на контролируемую поверхность накладыва1от датчик, катушку возбуждения которого питают токами двух фиксированных частот и о суммарной толщине покрытия судят по величине вносимого напряжения на датчике.

Однако, поскольку в общем случае вносимое напряжение является сложной функцией толщины и электропроводности каждого из слоев покрытий, этот cIIocoo позволяет определять лишь суммарную толщину двуслойного покрытия или толщину одного из слоев при условии, что другой слой изоляционный или слабопроводящий.

Цель изобретения — также и раздельное измерение толщины каждого из слоев двуглойного покрытия.

Для этого первую частоту подбирают так, чтобы фаза вносимого напряжения была функцией суммы произведений толщины каждого слоя на его электропроводность, а втору1о частоту — так, чтобы величина вносимого напряжения зависела только от суммарной толщины двуслойпого покрытия. О толщине каждого слоя судят Ilo соотношению этих характеристик.

Датчик накладного типа, возбуждающая ка5 тушка которого питается токами двух фиксированных частот, устанавливают иа контролируемое двуслойное покрьгп1е и на первой частоте производят измерение фазы вносимого папряжепия, а на второй частоте — модуля

10 вносимого напряжения. Первую частоту выбирают из условия, чтобы удвоенное произведение максимального значения толщины однослойного эталонного покрытия, эквивалентного по фазе вносимого напря>кения измеряемо-!

5 му двуслой, на эффективный диаметр датчика не превышало квадрата глубины проги1кповепия плоской электромагнитной волны в материалc однослойного эталонного покрытия. При выполнении этого условия фаза 13ио20 симого папря>кения является в первом прибли>кении линейной функцией суммы произведений толщины каждого слоя на его электропроводпость.

Вторую частоту выбирают пз условия, ITo25 бы эффективный диаметр датчика пе превышал глубины проникновения плоской электромагнитной волны в материале покрытия с большей электропроводностью, а суммарная толщина слоев покрытия была бы много мень30 ше эффективного диаметра датчика. При вы482614

Ю новой для покрытий с равной суммой толщин слоев. Поэтому толщина эталонного покрытия, измеренная амплитудным толщиномером, равна сумме толщин слоев контролируемого

5 двуслойного покрытия.

Используя найденные характеристики, толщину первого слоя определяют как отношение разности произведений электропроводности второго слоя на суммарную толщину слоев

10 двуслойного покрытия и электропроводности эталонного покрытия на его толщину к разности электропроводностей второго и первого слоев, а толщину второго слоя — как разность суммарной толщины двуслойного покрытия и

15 толщины первого слоя.

Электромагнитный способ измерения толщины двуслойных покрытий а ферромагнитной основе, заключающийся в том, что на контролируемую поверхность накладывают

25 датчик, катушку возбуждения которого питают токами двух фиксированных частот и о суммарной толщине покрытия судят по величине вносимого напряжения на датчике, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспече30 ния возможности также и раздельного измерения толщины каждого из слоев двуслойного покрытия, первую частоту подбирают так, чтобы фаза вносимого напряжения была функцией суммы произведений толщины каж35 дого слоя íà его электропроводность, а вторую частоту — так, чтобы величина вносимого напряжения зависела только от суммарной толщины покрытия, а о толщине каждого слоя судят по соотношениию этих характери40 стик.

Составитель А. Денель

Техред 3. Тараненко

Корректор А. Галахова

Редактор О. Юркова

Заказ 3025/7 Изд. М 1777

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, 5К-35, Раушская

Типография, пр, Сапунова, 2 полнении этих условий модуль вносимого напряжения не зависит от электропроводности измеряемых покрытий и определяется лишь расстоянием между датчиком и основой, равным суммарной толщине покрытий.

При измерениях на первой частоте по величине фазы вносимого напряжения определяют сумму произведений толщины каждого слоя на его электропроводность, а на второй частоте по величине модуля вносимого напряжения — сумму слоев покрытия.

По этим характеристикам судят о толщине каждого слоя покрытия, Измерения по предлагаемому способу могут быть произведены, например, с помощью фазового и амплитудного измерителей толщины покрытий, работающих на соответствующих частотах и проградуированных в единицах толщины для образцов с однослойным эталонным покрытием. Так, для раздельного контроля меднооловянного двуслойного покрытия с толщиной медного слоя до 5 мкм и оловянного до

25 мкм при условии, что эффективный диаметр датчика равен 3 мм, первую частоту выбирают равной 80 кгц, а вторую 500 гц.

При таком выборе частот на первой частоте фаза вносимого напряжения одинакова для покрытий с равными суммами произведений толщины каждого слоя на его электропроводность.

Поэтому произведение толщины однослойного эталонного покрытия, эквивалентного по фазе вносимого напряжения измеряемому двуслойному покрытию, измеренной фазовым толщиномером, на его электропроводность равно сумме произведений толщины на электропроводность каждого слоя двуслойного покрытия.

При измерениях на второй частоте величина модуля вносимого напряжения будет одинаПредмет изобретения

Тираж 782 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5