Толщиномер никелевых покрытий

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована в авиакосмической и других отраслях промышленности, где используются никелевые покрытия и, следовательно, требуется их контроль и, особенно, контроль никелевых покрытий большой толщины. Предлагаемая полезная модель направлена на расширение диапазона измерений при одновременном повышении точности измерений. Указанный технический результат достигается тем, что в толщиномер никелевых покрытий, содержащий последовательно соединенные генератор тока, измерительный преобразователь, усилитель, блок обработки информации и индикатор, дополнительно введен блок температурной стабилизации, соединенный с входом управления током генератора, а измерительный преобразователь состоит из постоянного магнита и преобразователя Холла, обращенного к контролируемой поверхности, причем энергия магнита обеспечивает намагничивание никеля под измерительным преобразователем до насыщения. Техническим результатом модели является значительное расширение диапазона измерений при высокой точности измерений. Данная полезная модель реализована в толщиномере никелевых покрытий с диапазоном измерений до 600 мкм при погрешности измерений, не превышающей 5% от измеряемой величины.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована в авиакосмической и других отраслях промышленности, где используются никелевые покрытия и, следовательно, требуется их контроль и, особенно, контроль никелевых покрытий большой толщины.

Известен целый ряд вихретоковых толщиномеров электропроводящих покрытий на электропроводящем основании, часть которых позволяют измерять толщину никелевых покрытий на различных основаниях (см. Дорофеев А.Л., Любашов Г.А., Останин Ю.Я. Измерение толщины покрытий с помощью вихревых токов. - М.: Машиностроение, 1975. - с.46-56).

Все они имеют очень узкий диапазон измерений и низкую точность, что обусловлено сильным влиянием изменений магнитных характеристик никеля на сигнал измерительного преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является толщиномер никелевых покрытий, содержащий последовательно соединенные генератор тока, измерительный преобразователь, усилитель, блок обработки информации и индикатор (см. там же с.48-49). Однако, изменение магнитных характеристик никеля в этом случае также сильно изменяет выходной сигнал измерительного преобразователя, что даже для небольшого диапазона измерений не может обеспечить достаточно высокую точность измерений.

Предлагаемая полезная модель направлена на расширение диапазона измерений при одновременном повышении точности измерений.

Указанный технический результат достигается тем, что в толщиномер никелевых покрытий, содержащий последовательно соединенные генератор тока, измерительный преобразователь, усилитель, блок обработки информации и индикатор, дополнительно введен блок температурной стабилизации, соединенный с входом управления током генератора, а измерительный преобразователь состоит из постоянного магнита и преобразователя Холла, обращенного к контролируемой поверхности, причем энергия магнита обеспечивает намагничивание никеля под измерительным преобразователем до насыщения.

Полезная модель поясняется чертежом на фиг.1, где приведена структурная схема толщиномера никелевых покрытий. На фиг.2 показана зависимость индукции магнитного поля измерительного преобразователя от толщины никелевого покрытия.

Толщиномер состоит из последовательно соединенных генератора 1 тока, измерительного преобразователя 2, усилителя 3, блока 4 обработки информации и индикатора 5, а также блока 6 температурной компенсации, а измерительный преобразователь 2 состоит из постоянного магнита 2.1 и преобразователя 2.2 Холла, помещенного между магнитом и контролируемой поверхностью.

Генератор 1 тока предназначен для питания преобразователя 2.2 Холла. Постоянный магнит 2.1 создает магнитное поле в зазоре между одним из своих полюсов и контролируемой поверхностью. Преобразователь 2.2 Холла обеспечивает измерение индукции магнитного поля в этом зазоре. Усилитель 3 предназначен для усиления выходного сигнала преобразователя 2.2 Холла. Блок 4 обработки информации служит для преобразования входного электрического сигнала в значения контролируемой толщины никелевого покрытий. Индикатор 5 отображает измеренную толщину никеля в удобном для потребителя виде. Блок 6 температурной компенсации предназначен для исключения влияния температуры на выходной сигнал измерительного преобразователя 2.

Работает устройство на фиг.1 следующим образом.

Генератор 1 тока питает преобразователь 2.2 Холла в измерительном преобразователе 2. Преобразователь 2.2 Холла, помещенный в зазоре между постоянным магнитом 2.1 и поверхностью контролируемого изделия с никелевым (Ni) покрытием, измеряет индукцию магнитного поля в этом зазоре. Кривая на фиг.2 показывает зависимость индукции В магнитного поля в зазоре между магнитом и контролируемой поверхностью от толщины T_Ni никелевого покрытия. Из графика видно, что измеряя индукцию магнитного поля преобразователем 2.2 Холла, мы имеем на его выходе электрический сигнал, зависящий от толщины никелевого покрытия. В реальности магнитные свойства никеля сильно зависят от реализации технологического процесса его нанесения. Это может сильно исказить кривую на фиг.2 и привести, таким образом, к значительной погрешности измерений. В то же время при намагничивании никеля до насыщения его магнитные характеристики стабилизируются, что позволяет однозначно определять толщину покрытия. Намагничивание никеля до насыщения определяется правильным подбором постоянного магнита 2. Выходной сигнал измерительного преобразователя 2, пропорциональный толщине покрытия, через усилитель 3 передается в блок 4 обработки информации, где он по определенному алгоритму преобразуется в значения толщины покрытия, передаваемые для отображения на индикатор 5.

Характеристики преобразователей Холла и постоянных магнитов зависят от изменений температуры окружающей среды, что может привести к появлению значительной

погрешности измерений. Для компенсации влияния температуры на результаты измерений в толщиномере используется блок 6 температурной стабилизации, соединенный с генератором 1 тока. Этот блок изменяет ток генератора 1 так, что выходное напряжение измерительного преобразователя 2 не изменяется при изменении температуры окружающей среды.

Техническим результатом модели является значительное расширение диапазона измерений при высокой точности измерений. Данная полезная модель реализована в толщиномере никелевых покрытий с диапазоном измерений до 600 мкм при погрешности измерений, не превышающей 5% от измеряемой величины.

Толщиномер никелевых покрытий, содержащий последовательно соединенные генератор тока, измерительный преобразователь, усилитель, блок обработки информации и индикатор, отличающийся тем, что в него введен дополнительно блок температурной стабилизации, соединенный с входом управления током генератора, а измерительный преобразователь выполнен в виде постоянного магнита и преобразователя Холла, обращенного к контролируемой поверхности, причем энергия магнита обеспечивает намагничивание никеля под измерительным преобразователем до насыщения.