Способ контроля зазора и параметров немагнитного электропроводящего слоя

 

Изобретение относится к конт- Фольно-измерительной техиике и может .найти применение в неразрушающем контроле качества изделий вихретоковым, индукционным, радиоволновым и др. методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной электроразведке полезных ископаемых и т.п. Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размещение преобразователя в зоне контроля, изменение частоты тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля в глубину от нескольких допей до величины, равной или большей толщине слоя, измерение амплитуды вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты, определение параметров слоя по результатам обработки сигналов, измеренных в характерной точке, измеряют также частоту и фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне их вариаций, по параметрам сигнала, измеренным на максимальной частоте, определяют расстояние от преобразователя до поверхности слоя. Для каждого набора измеренных параметров сигнала определяют условное расстояние от преобразователя до электропроводящего немагнитного слоя толщиной,много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля, затем сравнивают условное расстояние с расстоянием от преобразователя до поверхности контролируемого слоя и фиксируют параметры сигнала при их совпадении на минимальной частоте сигнала. 2 ил. W СО СО N5 СО 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1392348 (51) 4 G 01 В 7/10, G Ol N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4052849/25-28 (22) 08.04.86 (46) 30.04.88. Бюл. М 16 (7!) Московский энергетический институт (72) Е.Г.Беликов и А.П.Тычинки (53) 620.179.!42.5.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1211648, кл. G 01 N 27/90, 17.12.84, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАЗОРА И ПАРАМЕТРОВ НЕИАГНИТНОГО ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО СЛОЯ (57) Изобретение относится к конт.рольно-измерительной технике и может ,найти применение в неразрушаи цем контроле качества изделий вихретоковым, индукционным, радиоволновым и др. методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной электроразведке полезных ископаемых и т.п. Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем размещение преобразователя в зоне контроля, изменение частоты тока возбуждения преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля в глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщине слоя, измерение амплитуды вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты, определение параметров слоя по результатам обработки сигналов, измеренных в характерной точке, измеряют также частоту и фазу вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне их вариаций, по параметрам сигнала, измеренным на максимальной частоте, определяют расстояние от преобразователя до поверхности слоя.

Для каждого набора измеренных параметров сигнала определяют условное расстояние от преобразователя до электропроводящего немагнитного слоя толщиной, много большей глубины про- С иикновения в него электромагнитного поля, затем сравнивают условное рас-. 2 стояние с расстоянием от преобразова- >,!, теля до поверхности контролируемого слоя и фиксируют параметры сигнала при их совпадении на минимальной ча- © стоте сигнала. 2 ил. М

1392348 соединены соответственно с фазовым и частотным выходами второго измерительного блока 5. Второй выход блока

4 обработки и оба выхода блока 6 обработки являются выходами устройства в целом.

Предлагаемый способ основан на том, что при одном и том же расстоянии от преобразователя до поверхности слоя реакция преобразователя на электропповодящий слой конечной толщины С и ня электропроводящий слой н

5О

55!

Изобретение относится и контрольно-измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле качества изделий вихретоко. вым, индукционным, радиоволновым и, др. методами, а также в акустике, экранировании РЭА, индукционной электроразведке полезных ископаемых и Г.П.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля за счет однозначного определения параметров ., сигнала в характерной точке, На фиг. 1 изображена структурная ! схема одного из вариантов устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — зависимость от фазы напряжения U пропорционального условному расстоянию h, от преобраэователя до поверхности электропроводящего немагнитного слоя толщиной много большей глубины проникновения н него электромагнитного поля, и зависимость от фазы ср напряжения U» пропорционального расстоянию

h > от преобразователя до поверхности контролируемого слоя конечной толщины С.

Устройство для осуществления пред- 3О лагаемого сгособа содержит последовательно соединенные генератор 1 переменной частоты, вихретоковый преобразователь 2, измерительный блок 3, второй вход которого соединен с Bblxo- 3$ дом генератора 1, блок 4 обработки параметров сигнала, два других входа которого подключены соответственно к фазовому и частотному выходам измерительного блока 3, второй измеритель- 4О ный блок 5, второй вход которого подключен к второму выходу блока 4 обработки, а третий, четвертый и пятый— соответственно к амплитудному, фазовому и частотному выходам измеритель- д ного блока 3, а также второй блок 6. обработки, два других входа которого виде "полупространства" (,+ --, одинакова в счетном множестве точек.

Способ осуществляют следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 размещают в зоне контроля. С помощью генератора 1 в преобразователе 2 возбуждают ток переменной частоты, изменяющийся в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей до величины, равной или большей толщине слоя. С помощью блока 3, включенного по входу с выходом преобразователя

2 и генератора 1, измеряют параметpsi U, и ы сигнала, вносимого в преобразователь 2. Затем напряжения, пропорциональные измеренным параметрам U, g и ы сигнала, подают на соответствующие входы блока 4 обработки.

В блоке 4 по параметрам сигнала, измеренным на максимальной частоте и обработанным, например, по известному алгоритму, определяется напряжение Uq пропорциональное расстоянию Ь от преобразователя 2 до поверхности контролируемого слоя конечной толщины С (кривая ХХ на фиг.2), Кроме того, в блоке 4 для каждого набора (U, q u e) измеренных параметров сигнала определяется по тому же алгоритму напряжение U,, пропорциональное условному расстоянию h от преобразователя до поверхности электропроводящего немагнитного слоя толщиной t с, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля (кривая Х на фиг. 2). Напряжения U < действуют соответственI но на первом и втором выходах блока

4 обработки. Причем второй выход блока 4 является выходом устройства в целом. После этого напряжения U „

I подают на соответствующие входы второго измерительного блока 5, на три других входа которого напряжения поступают соответственно с амплитудного, фазового и частотного выходов измерительного блока 3. С помощью блока 5 напряжения U„ и Uz сравнивают и при их совпадении на минимальной частоте измеряют параметры

U,,, и <д, сигнала преобразователя

2. В окрестности точки О (фиг, 2) разница (U,-Uq) сравниваемых напря жений 11, и U> больше нежели, например, в точке С.

139? 348

В блоке 6 напряжения, пропорциональные параметрам (U,, ц, и г,) сигнала обрабатываются по алгоритмам.

7(р)=(.1.П(A Фс )j/(Ч, C,), где pRPur p, 6 )

R HTTI; р — магнитная постоянная, А = ---100

+ Ао

0 А

А — максимальная вносимая в ВТП амплитуда сигнала, соответствующая минимально возможному при контроле значению зазора h и 6- о, С =5 и С =1,6 (при H=h/R е (0,1;

3,03 и ре Г0,625; 40), =С э(,p. ) где Сз=(2-2,5) п;

n=l,2,3, 20

С устанавливают при градуировке на заданные диапазоны вариаций у, t u Q по минимальной погрешности с целью определения удельной электрической проводимости 6 и толщины t контролируемого слоя. При этом на выходе блока 6 обработки действуют напряжения, пропорциональные & H t

ЗО слоя. Оба выхода блока 6 являются выходами устройства в целом.

Контроль параметров электропроводящего слоя осуществляют без использования эталонного изделия толщины, много большей глубины проникновения в него электромагнитного поля. При этом из процесса контроля исключаются следующие операции: установка ВТП на эталонное изделие, измере- 4О ние амплитуды и фазы вносимого этим изделием в ВТП сигнала, построение амплитудно-фазовой характеристики системы ВТП вЂ” эталонное изделие, сохранение ее в памяти и т.д., что уп- 46 рощает контроль и снижает погрешность измерений.

Формула изобретения

Способ контроля зазора и параметров немагнитного электропроводящего слоя, заключающийся в том, что вихретоковый преобразователь размещают в зоне контроля, изменяют частоту тока возбуждения вихретокового преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение электромагнитного поля на глубину от нескольких долей толщины слоя до величины, равной или большей толщины слоя, измеряют амплитуду вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций ча- стоты, измеряют амплитуду, фазу и частоту вносимого в преобразователь сигнала в характерной точке, по результатам обработки измеренных фазы и нормированной по частоте амплитуды определяют удельную электрическую проводимость слоя, а по результатам обработки измеренной частоты и найденного значения удельной электрической проводимости определяют толщину слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, предварительно на максимальной частоте измеряют амплитуду, фазу и частоту вносимого в преобразователь сигнала, определяют по результатам их обработки вазор, измеряют также фазу и частоту вносимого в преобразователь сигнала во всем диапазоне вариаций частоты,для каждого набора фазы и нормированной по частоте амплитуды сигнала определяют условный зазор,затем сравнивают условный зазор с зазором, измеренным на максимальной частоте, и определяют характерную точку по совпадению зазоров на минимальной частоте.

1392348

Составитель И.Кесоян

Техред N.Дидык Корректор А.0бРУчаР

Редактор А.Ревин

Заказ 1803/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4