SU1439384A1 - Method of measuring thickness of surface-worked layers of ferromagnetic electrically conducting articles - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нераз- .рушающе.му контролю и может быть ис польаовано дл  измерени  тол1цины поверхностно обработанных слоев ферромагнитнъпс электропровод щих изделий. Повышение чувствительности достигаетс  путем оптимального подмагничивани  коитролируемого участка. Величину оптимального подмагничивани  определ ют с помощью образцовой пластины 1, вьтолнепиой из материала основы со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного сло . На образцовую пластину с помощью электромагнита 4 воздействую посто нным магнитным полем с непрерьшио измен ющейс  напр ;кенностью, выбирают ее .оптимальную величину и провод т измерение при намагничивании контролируемого участка полем оптимальной на- пр женностй, задаваемой намагничивающей катушкой 12. 1 йл. (ЛThe invention relates to non-destructive testing. It can be used to measure the thickness of surface-treated layers of ferromagnetic electrically conductive products. An increase in sensitivity is achieved by optimally biasing the co-controlled area. The magnitude of the optimal bias is determined using an exemplary plate 1, made from a base material with a structure close to that of the surface-treated layer. On a sample plate using an electromagnet 4, an applied constant magnetic field with an uninterruptedly varying direction, selects its optimal value and takes a measurement when the controlled area is magnetized by an optimal field, specified by the magnetizing coil 12. 1 й l. (L

Description

NN

77

1м1m

з;h;

СОWITH

соwith

00 СХ) 4&00 CX) 4 &

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  измерени  TOjimumj поверхностно обработаишох слоев ферромагнитных электропровод щих изделий.The invention relates to non-destructive testing and can be used to measure the TOjimumj surface treatment of layers of ferromagnetic conductive products.

Цель изобретени  - повышение чувст вительности путем подмАгничивани  поверхностно обработанного сло  посто нным магнитным полем с оптимальной напр женностью,The purpose of the invention is to increase sensitivity by submagnetization of a surface-treated layer with a constant magnetic field with an optimal intensity,

На чертеже показана схема измерени .The drawing shows the measurement scheme.

Схема контрол  содержит образцовую пластину 1, выполненную из материала основы контролируемого издели  2 со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного сло . Контролируемое изделие 2 имеет поверхностно обработанный слой 3, на кото- ром размещаетс  образцова  пластина 1. Кроме того, схема контрол  состоит из намагничивающей системы, образованной электромагнитом 4 с обмоткой 5, подключенной через регул тор 6 напр жени  k источнику 7, а также измерительного преобразовател  8, образованного возбуждающей обмоткой 9, двум  дифференциально включенкыг-ш измерительными обмотками 10 и П к на- мападчивающей катушкой 12.The control circuit contains an exemplary plate 1 made of the base material of the controlled product 2 with a structure close to that of the surface-treated layer. The controlled article 2 has a surface-treated layer 3, on which the sample plate 1 is placed. In addition, the control circuit consists of a magnetizing system formed by an electromagnet 4 with a winding 5 connected via voltage regulator 6 to source 7, as well as a measuring transducer 8, formed by the excitation winding 9, by two differentially switched-on measuring windings 10 and P to the trigger coil 12.

Способ реализуетс  следующим образом ,The method is implemented as follows.

В намагничивающую катушку 12 подают переменный синусоидальный ток определенной частоты, создава , таким образом, электромагнитное поле, пронизьгаающее образцовую пластину 1 и проникающее в изделие 2 на глубинуAn alternating sinusoidal current of a certain frequency is fed into the magnetizing coil 12, thus creating an electromagnetic field penetrating the sample plate 1 and penetrating into the product 2 to a depth of

превышающую толщину поверхностно обработанного сло  3.exceeding the thickness of the surface treated layer 3.

Регул тором 6 напр жени  плавно измен ют ток в обмотке 5 электромагнита и намагничивающей катушке 12, добива .сь максимального сигнала на выходе измерительного преобразовател  8, который соответствует максимальному значению магнитной проницаемости основы контролируемого издели  2 и максимальному различию в магнитных проницаемост х основы контролируемого издели  2 и поверхностно обработанного сло  3. Через намагничивающую катушку 12 Пропускаетс  переменный ток с частотой 1-10 кГц и с шагом 200 Гц, обеспечивающим минимальный шаг по глубине в 0,01 мм, не вывод  измерительный преобразоваoThe voltage regulator 6 smoothly changes the current in the winding 5 of the electromagnet and the magnetizing coil 12 to achieve the maximum signal at the output of the measuring transducer 8, which corresponds to the maximum magnetic permeability of the base of the test product 2 and the maximum difference in the magnetic permeability of the base of the test product 2 and the surface-treated layer 3. Through the magnetizing coil 12 is passed an alternating current with a frequency of 1-10 kHz and a step of 200 Hz, providing the minimum depth step no 0.01 mm, no measurement output

5five

0 0

5 five

00

5five

00

5five

00

5five

вительности. Ширина этой области измер емого тока обычно на практике ограничена частотой 10 кГц. О глубине поверхностно обработанного сло  3 суд т по максимальной разности выходного сигнала измерительного преобразовател  8 на смежных частотах.valency. The width of this region of measured current is usually limited in practice to a frequency of 10 kHz. The depth of the surface-treated layer 3 is judged by the maximum difference of the output signal of the measuring transducer 8 at adjacent frequencies.

Таким образом, введение эталонной пластины 1 позвол ет работать на более низких частотах в области максимальной чувствительности измерительного преобразовател  8 и тем самым повысить чувствительность способа При контроле TDitKHx поверхностно обработанных слоев 3, В свою очередь, использование дополнительного под- магничивани  именно эталонной пластины 1, а не основы контролируемого издели  2, с помощью подмагничиваю- щей системы с измен ющейс  напр женностью магнитного пол  позвол ет также повысить чувствительность способа благодар  тому, что такое подмагни- чивание (при незначительном изменении магнитных свойств эталонной пластины 1 к поверхностно обработанного сло  3, так как они магнитожестки) сильно измен ет величину магнитного потока, нормально поверхности контролируемого издели  2 при достижении напр женности подмагничивающего пол  величины, достаточной дл  подмагни- чиванн  верхнего участка (контактирующего с поверхностно обработанным слоем.3) основы контролируемого издели  2, тем самым вывод  значение магнитной проницаемости этого участка основы (а не всей основы, что в р де случаев по технологическим причинам нежелательно) на максимум.Thus, the introduction of the reference plate 1 allows you to work at lower frequencies in the region of maximum sensitivity of the measuring transducer 8 and thereby increase the sensitivity of the method. When monitoring TDitKHx surface-treated layers 3, In turn, the use of additional biasing of the reference plate 1, and the base of the controlled article 2, with the help of a magnetizing system with a varying magnetic field strength, also makes it possible to increase the sensitivity of the method due to the fact that such a magnetization (with a slight change in the magnetic properties of the reference plate 1 to the surface treated layer 3, as they are magnetic sockets) greatly changes the magnitude of the magnetic flux, normally the surface of the controlled product 2, when the magnetic field reaches a strength sufficient to magnetize - chivans of the upper portion (in contact with the surface-treated layer.3) of the base of the tested article 2, thereby deriving the magnetic permeability value of this portion of the base (and not This basis, which in some cases for technological reasons is undesirable) to a maximum.

Это позвол ет достичь максимального различи  в магнитных проницаемост х основы контролируемого издели  2 и поверхностно обработанного сло  3 с эталонной пластиной 1, т.е. более четко определ етс  граница, а также происходит резкий скачок магнитного потока через сердечник.измерительного преобразовател  8 благодар  еще и по влению нормальной составл ющей магнитного пол  при замыкании силовых линий магнитного пол  через основу контролируемого издели  2.This makes it possible to achieve a maximum difference in the magnetic permeability of the base of the test article 2 and the surface treated layer 3 with the reference plate 1, i.e. the border is more clearly defined, and there is a sharp jump in the magnetic flux through the core of the measuring transducer 8, thanks also to the appearance of the normal component of the magnetic field when the magnetic field lines are closed through the base of the test article 2.

Форму л а изобретен и.   Способ измерени  толщкшы поверхFormula l invented and. The method of measuring thicker

тель 8 из области максимальной чувсг-. . ностно обработанных слоев ферромагнитных электропровод пшх изделий, заключающийс  в том. Что размещают эле- ктромагнитный- преобразователь в зоне кoнтpoл i измен ют непрерьшно частоту тока возбуждени  электромагнитного преобразовател  в диапазоне, обеспечивающем проникновение вихревых токов на глубину от нескольких долей толщин поверхностно обработанного сло  до величины, равной или большей толщины этого сло , определ ют разность выходных сигналов электромагнитного преобразовател  на смежных частотах, а толщину сло  определ ют как функцию той частоты, на которой эта разница максимальна, о т л и ч аTel 8 from the field of maximum chuosg-. . a layer of ferromagnetic electrical conduction of pshh products, consisting of That the electromagnetic transducer is placed in the zone of the controller i continuously modulates the excitation current frequency of the electromagnetic transducer in the range that allows the eddy currents to penetrate to a depth from a few fractions of the thickness of the surface layer to a value equal to or greater than the thickness of this layer. electromagnetic transducer at adjacent frequencies, and the thickness of the layer is determined as a function of the frequency at which this difference is maximum, about tl and h

ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  чувствительности, предварительно размещают на поверхности контролируемого издели  образцовую пластину из материала основы со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного сло , на образцовую пластину воздействуют посто нным магнитным полем с непрерывно измен ющейс  напр женностью, выбирают значение напр женности магнитного пол , при котором сигнал на выходе электромагнитного преобразовател  максимален, и намагничивают полем с выбранной напр женностью контролируемый участок в момент измерени .Since, in order to increase the sensitivity, a sample plate made of a base material with a structure close to that of the surface-treated layer is placed on the surface of a controlled product, the sample plate is affected by a constant magnetic field with continuously varying strength, choose the value of the magnetic field strength, at which the signal at the output of the electromagnetic converter is maximum, and the controlled area is magnetized by the field with the selected intensity at the time of measurement.

Claims (1)

Форму‘л а изобретен и. яFormula a is invented and. I Способ измерения толщины поверх. ностно обработанных слоев ферромаг3 нитных электропроводящих изделий, заключающийся в том. Что размещают электромагнитный- преобразователь в зоне контроля; изменяют непрерывно частоту тока возбуждения электромагнитного преобразователя в диапазоне, обеспечивающем проникновение вихревых токов на глубину от Нескольких долей толщин поверхностно обработанного Ю слоя до величины, равной или большей толщины этого слоя, определяют разность выходных сигналов электромагнитного преобразователя на смежных частотах, а толщину слоя определяют 15 как функцию той частоты, на которой эта разница максимальна, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, предварительно размещают на поверхности контролируемого изделия образцовую пластину из материала основы со структурой, близкой к структуре поверхностно обработанного слоя, на образцовую пластину воздействуют постоянным' магнитным полем с непрерывно изменяющейся напряженностью, выбирают значение напряженности магнитного поля, при котором сигнал на выходе электромагнитного преобразователя максимален, н намагничивают полем с выбранной напряженностью контролируемый участок в момент измерения.A method of measuring thickness on top. nnosti processed layers of ferromagnetic electrically conductive products, namely. What place the electromagnetic transducer in the control zone; continuously change the frequency of the excitation current of the electromagnetic transducer in a range that ensures the penetration of eddy currents to a depth from a few fractions of the thickness of the surface-treated Yu layer to a value equal to or greater than the thickness of this layer, determine the difference of the output signals of the electromagnetic transducer at adjacent frequencies, and the layer thickness is determined as 15 the function of the frequency at which this difference is maximal, with the fact that, in order to increase sensitivity, they are preliminarily placed on the surface of the controlled product, an exemplary plate made of a base material with a structure close to the structure of the surface-treated layer is exposed to the exemplary plate by a constant magnetic field with a continuously changing intensity, the value of the magnetic field strength is selected at which the signal at the output of the electromagnetic transducer is maximum, and magnetized by a field with selected tension controlled area at the time of measurement.