Устройство для контроля толщины поверхностной обработки ферромагнитных металлов

Полезная модель относится к аппаратуре неразрушающего контроля свойств металлов и может найти применение при проектировании устройств для неразрушающего контроля толщины поверхностных слоев ферромагнитных металлов, например, толщины гальванопокрытий, толщины слоя поверхностного наклепа. Устройство состоит из генератора электрического синусоидального напряжения, двух эдектроиндуктивных датчиков, содержащих обмотки возбуждения и индикаторные обмотки, один из которых помещен на контролируемом изделии, а второй - на эталонном изделии, свойства которого по всей толщине одинаковы со свойствами контролируемого слоя металла. С целью повышения точности и достоверности контроля обмотки возбуждения включены согласно а индикаторные обмотки включены встречно, частота генератора синусоидального напряжения подключенного к возбуждающим обмоткам изменяется ступенчато с фиксированными частотами на каждой из ступеней от высокой частоты к низшей, при этом напряжение с выходов индикаторных обмоток поступает в устройство идентификации, где определяется степень идентичности этого напряжения с напряжениями, записанными в библиотеку сигналов, полученных от образцов металла с заранее известными толщинами их поверхностных слоев, а толщина поверхностного слоя контролируемого металла определяется на основании максимальной идентичности сигналов контролируемого изделия и одного из сигналов образца из библиотеки сигналов в выбранном диапазоне фиксированных частот напряжения питающего обмотки возбуждения датчиков.

Полезная модель относится к аппаратуре неразрушающего контроля свойств металлов и может найти применение при проектировании устройств для неразрушающего контроля толщины поверхностных слоев ферромагнитных металлов, например, толщины гальванопокрытий, толщины слоя поверхностного наклепа.

Наиболее близким по техническому решению является устройство для контроля твердости чугунных изделий [Изобретение 442408 авторы Г.Я.Шайдуров, В.И.Шорохов, Н.М.Калинин]. Устройство содержит измерительную и сигнальную обмотки эдектроиндуктивных датчиков помещенные на контролируемом и эталонном образцах. Недостатком известного устройства является то, что выходной сигнал датчика дает информацию об интегральном состоянии объема металла и не позволяет судить о состоянии поверхностных слоев этого металла

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение достоверности и точности измерения толщины поверхностной обработки металла.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для контроля толщины поверхностной обработки ферромагнитных металлов состоит из генератора электрического синусоидального напряжения, двух эдектроиндуктивных датчиков, содержащих обмотки возбуждения и индикаторные обмотки, один из которых помещен на контролируемом изделии, а второй - на эталонном изделии, свойства которого по всей толщине одинаковы со свойствами контролируемого слоя металла, обмотки возбуждения датчиков включены согласно, а индикаторные обмотки включены встречно, отличается тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля частота генератора синусоидального напряжения подключенного к возбуждающим обмоткам изменяется ступенчато с фиксированными частотами на каждой из ступеней от высокой частоты к низшей, при этом напряжение с выходов индикаторных обмоток поступает в устройство идентификации, где определяется степень идентичности этого напряжения с напряжениями, записанными в библиотеку сигналов, полученных от образцов металла с заранее известными толщинами их поверхностных слоев, а толщина поверхностного слоя контролируемого металла определяется на основании максимальной идентичности сигналов контролируемого изделия и одного из сигналов образца из библиотеки сигналов в выбранном диапазоне фиксированных частот напряжения питающего обмотки возбуждения датчиков.

Сущность полезной модели поясняется Фиг.1, на которой показана функциональная схема полезной модели.

Устройство содержит генератор электрического синусоидального сигнала со ступенчатым изменением частоты 1, сигнал с которого поступает на два эдектроиндуктивных датчика 2, содержащих обмотки возбуждения 3 и индикаторные обмотки 4. Сигналы с индикаторных обмоток 4 поступают в устройство идентификации 5. В устройство идентификации также поступает сигнал из библиотеки сигналов 6. Сигнал из устройства идентификации 5 поступает в устройство вывода информации о толщине поверхностного слоя 7.

Устройство работает следующим образом. Электроиндуктивные датчики 2 устанавливаются на контролируемое изделие 8 и на изделие свойства, которого по всей толщине совпадают со свойствами покрытия контролируемого изделия 9. Обмотки возбуждения 3 датчиков удалены от поверхности изделий, соединены согласно и подключены к генератору электрического синусоидального напряжения 1. Индикаторные обмотки 4 соосны с обмотками возбуждения 3, расположены на поверхности контролируемых изделий 8 и 9 и соединены встречно, так что индуцируемые в них электродвижущие силы взаимно вычитаются. Разностный сигнал с индикаторных обмоток 4 поступает на блок идентификации сигналов 5, где этот сигнал сравнивается с сигналами, поступающими из библиотеки сигналов 6. В библиотеке программ 6 находятся сигналы, полученные при помещении датчика 2 на изделия 8 с заранее известными толщинами поверхностных слоев. При этом сигналы снимаются на фиксированных частотах генератора синусоидальных электрических сигналов 1.

Повышение достоверности и точности измерения толщины поверхностной обработки металла достигается благодаря изменению частоты генератора синусоидальных сигналов 1, что позволяет сканировать электромагнитные свойства контролируемого металла по глубине. Диапазон рабочих частот выбирается так, чтобы был обеспечен переход электромагнитного поля за пределы контролируемого поверхностного слоя.

При этом выбор дискретных фиксированных частот генератора синусоидальных сигналов 1 позволяет точно сравнивать сигналы от контролируемого образца с сигналами, записанными в библиотеке сигналов.

Библиотека сигналов создается при помещении измерительного датчика 2 на поверхность различных образцов металла 8 с заранее известными толщинами их поверхностных слоев на выбранных фиксированных частотах ступеней генератора 1.

Устройство для контроля толщины поверхностной обработки ферромагнитных металлов, состоящее из генератора электрического синусоидального напряжения, двух электроиндуктивных датчиков, содержащих обмотки возбуждения и индикаторные обмотки, один из которых помещен на контролируемом изделии, а второй - на эталонном изделии, свойства которого по всей толщине одинаковы со свойствами контролируемого слоя металла, обмотки возбуждения датчиков включены согласно, а индикаторные обмотки включены встречно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, частота генератора синусоидального напряжения, подключенного к возбуждающим обмоткам, изменяется ступенчато с фиксированными частотами на каждой из ступеней от высокой частоты к низшей, при этом напряжение с выходов индикаторных обмоток поступает в устройство идентификации, где определяется степень идентичности этого напряжения с напряжениями, записанными в библиотеку сигналов, полученных от образцов металла с заранее известными толщинами их поверхностных слоев, а толщина поверхностного слоя контролируемого металла определяется на основании максимальной идентичности сигналов контролируемого изделия и одного из сигналов образца из библиотеки сигналов в выбранном диапазоне фиксированных частот напряжения, питающего обмотки возбуждения датчиков.