Фазовый метод измерения толщины электропроводящих ферро- и неферромагнитных покрытий

На эффекте изменения фазы ∆j вектора ∆Ů относительно вектора Ů_в при вариации электропроводности s и магнитной проницаемости m объекта контроля в зоне вихревого тока основан вихретоковый фазовый метод измерения толщины электропроводящих ферро- и неферромагнитных покрытий на электропроводящих ферро- инеферромагнитных основаниях. Суть его поясняет рис. 3.13. Покрытие толщиной Т_п, электропроводностью s_п и относительной магнитной проницаемостью m_П, нанесено на основание электропроводностью s_осн и относительной магнитной проницаемостью m_осн в зоне вихревых токов преобразователя. Вихревые токи, индуцированные в объекте контроля, распространяются как в слое покрытия, так и в слое основания. Вихревые токи в каждом слое оказывают свое, отличное друг от друга влияние на результирующее магнитное поле системы преобразователь-объект контроля. Можно говорить о некоторых интегральных значениях электропроводности s_и и относительной магнитной проницаемости m_и объекта контроля в объеме вихревых токов, изменяющихся в зависимости от толщины покрытия Т_п. Так, если толщина покрытия Т_п=0, то интегральные электропроводность и магнитная проницаемость объекта контроля в зоне вихревых токов будет равны s_осн , m_осн. При увеличении толщины покрытия до значения Т_п=¥, интегральные электропроводность и магнитная проницаемость объекта контроля будет равны s_П , m_П.

Рис.2.13. Распространение вихревых токов в электропроводящем покрытии и электропроводящем основании

Если электропроводности и/или магнитные проницаемости основания и покрытия различны, то при увеличении толщины покрытия фаза напряжения ∆Ů будет изменяться от значения ∆j₁(s_осн , m_О) при Т_п=0 до значения ∆j₂(s_П , m_П) при Т_п=¥. Таким образом, значение фазы ∆j напряжения ∆Ů будет зависеть от толщины покрытия.

Следует обратить внимание на то, что бесконечной толщине покрытия, в случае вихретокового контроля, будет соответствовать максимальная глубина проникновения вихревого тока, равная Т_¥=2pd.

На рис. 2.14, а изображен годограф изменения вектора напряжения ∆Ů при изменении толщины покрытия в случае измерения толщины электропроводящего неферромагнитного покрытия на электропроводящем ферромагнитном основании (для s_П > s_осн), на рис. 2.14, б и 2.14, в – в случае измерения толщины электропроводящего неферромагнитного покрытия на электропроводящем ферромагнитном основании (на рис. 2.14, б s_П > s_осн, на рис. 2.14, в s_П < s_осн).

а) б) в)

Рис. 2.14. Годографы изменения вектора разностного напряжения ∆Ů при изменении толщины покрытия: а - электропроводящее неферромагнитное покрытие на электропроводящем ферромагнитном основании, б - электропроводящее неферромагнитное покрытие на электропроводяще неферромагнитном основании s_П > s_осн, в - электропроводящее неферромагнитное покрытие на электропроводяще неферромагнитном основании s_П < s_осн.