Метод и средства контроля толщины покрытий с резонансным вихретоковым преобразованием

• Автор: Приходько, Василий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Аналитический обзор методов неразрушающего
контроля
1.1 .Особенности контроля параметров методами
вихревых токов
1.2. Специфика объекта контроля
1.3. Сравнительный анализ частотных способов отстройки от влияния мешающих факторов
1.4. Особенности применения аддитивной коррекции погрешностей в приборах вихретокового контроля
Выводы
Глава 2. Разработка математической модели процесса
контроля толщины покрытия
2.1. Математическая модель процесса измерения толщины покрытия
2.2. Математическая модель контроля фазовых характеристик
2.3. Разработка нелинейных алгоритмов оценки фазовых параметров преобразователя
2.4. Оценка возможности применения двухчастотного способа контроля в резонансном режиме
Выводы
Глава 3 Разработка метода резонансного контроля и структурных схем приборов с резонансным двухчастотным преобразованием
3.1. Анализ характеристик вихретоковых преобразователей в резонансном режиме работы

3.2. Способы и структуры построения приборов контроля с резонансным преобразованием
3.3. Технологические рекомендации по повышению чувствительности накладных вихретоковых преобразователей
3.4 Технологические рекомендации по расчету
параметров вихретокового преобразователя
Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования и оценка
точности приборов контроля толщины покрытия
4.1. Разработка экспериментальной установки для допускового контроля толщины покрытий
4.2. Особенности построения двухчастотного устройства контроля толщины покрытия оцинкованного провода
4.3. Оценка влияния авторегулирования амплитуды возбуждающего сигнала
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ
Для неразрушающего контроля толщины покрытий в настоящее время применяют вихретоковые методы, реализуемые с помощью накладных и проходных электромагнитных преобразователей неэлектрических величин в электрические. Принцип действия вихретоковых приборов контроля основан на измерении амплитудно-фазовых характеристик высокочастотного сигнала, значения которых изменяются в зависимости от электропроводности, магнитной проницаемости, геометрических размеров и формы изделий, а также от зазора между преобразователем и контролируемой поверхностью. В процессе вихретокового контроля результат преобразования определяется совокупным влиянием перечисленных факторов, поэтому для повышения точности косвенных измерений отдельных параметров необходимы дополнительные меры по нейтрализации или компенсации мешающих факторов.
В связи с этим контроль толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе целесообразно выполнять дифференциальным методом, реализуемым несколькими способами, отличающимися друг от друга разными видами модуляции параметров и операциями обработки измеряемых величин. Наиболее перспективным является способ двухчастотного контроля, согласно которому сначала формируют высокочастотный сигнал, возбуждающий вихретоковый преобразователь, и определяют электрическую проводимость верхнего слоя покрытия, а затем с помощью низкочастотного сигнала выполняют измерение общей электропроводности покрытия и судят о контролируемой толщине по результатам обработки амплитудно-фазовых характеристик сигналов на разных частотах. В зависимо-

варительных экспериментальных исследований, установлено, что изменение фазы между возбуждающим и выходным сигналами вихретокового преобразователя не превышает значения ± 10° во всем диапазоне контролируемой толщины покрытия. При этом основная погрешность фазометров составляет, как
правило, А<р «(0,5 - 1,0)°, что приводит к относительной погрешности измерения порядка 5-10 %.
Для повышения фазовой чувствительности обычно используют набор вихретоковых преобразователей, рассчитанных под конкретные диаметры контролируемого провода, либо выполняют статистическое усреднение целого ряда N измерений. Однако использование разнотипных преобразователей, как уже отмечалось, технологически не приемлемо в условиях непрерывного производства, а усреднение отдельных результатов измерений позволяет исключить только некоррелированные погрешности, и не дает существенного эффекта при наличии систематической погрешности преобразования.
С учетом изложенного при использовании аддитивной коррекции результатов измерений, реализуемой посредством обработки амплитудно-фазовых параметров вихретокового преобразователя на разных частотах возбуждающего сигнала, имеется практическая возможность повысить чувствительность и точность измерения толщины покрытия в производственных условиях.
Разработка способов и алгоритмов контроля двухчастотных приборов неразрушающего контроля предусматривает решение ряда частных научно-технических задач, рассмотренных в последующих главах работы.