Электромагнитные методы и приборы контроля и мониторинга толщины покрытий и стенок изделий

• Автор: Сясько, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 359 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ И СТЕНОК ИЗДЕЛИЙ

1.1. Классификация материалов и изделий, анализ задач измерения толщины

1.2. Обобщенная структура задач измерения толщины стенок изделий

1.3. Обобщенная структура задач измерения толщины покрытий

1.4. Анализ современного состояния основных методов неразрушающего контроля и возможности их использования для измерения толщины стенок изделий и защитных покрытий и их сравнительные характеристики
1.5. Анализ современного состояния приборов электромагнитного неразрушающего контроля и мониторинга толщины покрытий и стенок изделий

1.6. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ И СТЕНОК ИЗДЕЛИЙ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ЗАДАННОЙ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ
2.1. Теоретическое обоснование вихретокового вида неразрушающего контроля толщины стенок изделий и защитных покрытий. Анализ применимых методов, контролируемых и мешающих параметров
2.1.1. Общая характеристика вихретокового вида неразрушающего контроля
2.1.2. Вихретоковый фазовый метод измерения толщины электропроводящих ферро- и неферромагнитных покрытий

2.1.3. Вихретоковый амплитудный метод измерения толщины диэлектрических покрытий на электропроводящих основаниях
2.1.4. Вихретоковый амплитудно - фазовый метод измерения толщины покрытий на электропроводящих основаниях
2.1.5. Вихретоковый частотный метод измерения толщины диэлектрических и электропроводящих покрытий на электропроводящих основаниях
2.1.6. Вихретоковые фазовый и амплитудно - фазовый методы измерения толщины стенок электропроводящих изделий
2.1.7. Вихретоковый фазовый метод измерения остаточной толщины слоев многослойных электропроводящих неферромагнитных изделий
и глубины залеганий расслоений углепластиковых изделий
2.1.8. Обобщенные структурные схемы вихретоковых фазового, амплитудно-фазового и частотного толщиномеров. Контролируемые и мешающие параметры
2.2. Магнитоиндукционный метод неразрушающего контроля толщины покрытий и стенок изделий. Анализ метода, контролируемых и мешающих параметров
2.2.1. Общая характеристика магнитоиндукционного метода измерения толщины покрытий
2.2.2. Обобщенная структура измерительного преобразователя магнитоиндукционных толщиномеров
2.2.3. Обобщенная структурная схема магнитоиндукционного толщиномера. Контролируемые и мешающие параметры
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И РАСЧЕТА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОЛЩИНОМЕРОВ ПОКРЫТИЙ И СТЕНОК ИЗДЕЛИЙ, МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

3.1. Методические принципы построения вихретоковых измерительных преобразователей и оптимизация их характеристик
3.2. Основные методические принципы построения вихретоковых толщиномеров, обеспечивающих подавление мешающих параметров
3.3. Геометрически и электрически подобные вихретоковые первичные измерительные преобразователи
3.4. Разработка и оптимизация методик и алгоритмов измерения толщины покрытий и стенок изделий, обеспечивающих подавление влияния мешающих параметров на результаты измерения
3.5. Методические принципы построения магнитоиндукционных измерительных преобразователей и оптимизация их характеристик
3.6. Оптимизация параметров геометрически подобных магнитоиндукционных первичных измерительных преобразователей с внешним ферромагнитным экраном
3.7. Разработка алгоритмов возбуждения магнитного поля и обработки первичной измерительной информации, обеспечивающих подавление влияния мешающих параметров
Выводы к главе
ГЛАВА 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ДОСТОВЕРНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ И СТЕНОК ИЗДЕЛИЙ
4.1. Основные принципы стандартизации в области измерения толщины защитных покрытий и стенок изделий
4.2. Жизненные циклы толщиномеров покрытий и стенок изделий
4.3. Схемы передачи размеров толщины покрытий. Выбор характеристик и установление номенклатуры наборов мер толщины покрытий
4.4. Разработка и исследование мер толщины металлических и диэлектрических покрытий
4.5. Характеристики толщиномеров и параметры объектов контроля, определяющие достоверность результатов измерений толщины

торных условиях для выборочного контроля или для проведения специальных исследовательских работ.
С использованием приборов, основанных на оптических методах возможно измерение толщины оптически прозрачных материалов и покрытий в диапазоне от сотых долей мкм до нескольких мм.
Достоинством оптических методов НК является высокая разрешающая способность и возможность измерения толщин, значительно меньших 1 мкм. К недостаткам следует отнести то, что приборы, основанные на указанных выше методах, являются в абсолютном большинстве стационарными, применимыми в условиях, близких к лабораторным [79].
Радиоволновой неразрушающий контроль - вид НК, основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с объектом контроля. Обычно используются волны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона (частоты/= 3- 107 ... 3-1012 Гц). Методы радиоволнового вида НК используются для измерения толщины изделий из материалов с малым затуханием радиоволн: диэлектриков (пластмасс, керамики, стеклопластиков), маг-нитодиэлектриков (ферритов), полупроводников. По характеру взаимодействия с ОК различают методы прошедшего, отраженного, рассеянного излучений и резонансный (соответственно, по первичным информативным параметрам: амплитудный, поляризационный, амплитудно-фазовый: частотно-фазовый и геометрический методы). Методы радиоволнового вида НК в основном применяются в поточных производствах для измерения толщины листовых радиопрозрачных материалов, измерения толщин стенок изделий из стеклопластиковых анизотропных материалов, толщины стенок изделий из ПКМ в процессе их формования, а также толщины изотропных диэлектрических покрытий на металлических основаниях в диапазоне от нескольких мм до сотен мм [79, 184].
Достоинством данного вида НК является отсутствие контакта преобразователей с изделием при измерениях, возможность проведения измерений движущихся объектов. Недостатком является то, что наличие дефектов в исследуемых изделиях приводит к появлению дополнительных отражений электромагнитного поля и, соответственно, к дополнительной погрешности измерений. Также недостатками радиоволнового вида НК являются сравнительно большие габариты преобразователей, относительно низкие разрешающая способность и локальность устройств, реализующих его методы.
Рассматриваемые далее три вида НК - электрический, магнитный и вихретоковый - согласно [26] могут быть условно объединены в электромагнитный НК [162]. Все эти методы основаны на регистрации взаимодействия электрических, магнитных и электромагнитных полей с объектами контроля, либо на измерении