Измерение толщины электропроводящих неферромагнитных покрытий на электропроводящих ферромагнитных основаниях.

С точки зрения вихретокового контроля, при увеличении толщины неферромагнитного электропроводящего покрытия от нуля до величены 2pd (глубины проникновения вихревых токов) происходит переход конца вектора разностного напряжения на комплексной плоскости из I-го квадранта (ферромагнитные стали) в IV-й квадрант в точку на годографе изменения b, соответствующую полупространству металла с электропроводностью покрытия (рис. 2.54).

Рис. 2.54. Годографы разностного напряжения ∆u(t) вихретокового скомпенсированного преобразователя при измерении толщины

электропроводящего неферромагнитного покрытия на ферромагнитном

основании

На рис. 2.54 жирной линией обозначен годограф разностного напряжения преобразователя при увеличении толщины покрытия от нуля (точка А (Т_п = 0)) до максимальной толщины, соответствующей глубине проникновения вихревого тока (точка Б (Т_п = 2pd)). Тонкой линией обозначен годограф сигнала преобразователя, установленного над неферромагнитным объектом при увеличении обобщенного параметра b. Точка Б на годографе b соответствует m=1, s=s_п. Пунктирной линией обозначен годограф сигнала преобразователя при увеличении магнитной проницаемости основания. Таким образом годограф сигнала преобразователя при увеличении толщины покрытия начинается на годографе m в точке m_осн, а заканчивается на годографе b в точке при m=1, s=s_п. Его кривизна практически не зависит от электропроводности покрытия в отличие от его крутизны. На Рис. 2.55 изображены годографы разностного напряжения преобразователя при измерении толщины хромового, цинкового и медного покрытий, электропроводность хрома 7,1 МСм/м, цинка – 17 МСм/м, меди 59 МСм/м, основание – сталь 20, начальная относительная магнитная проницаемость m»100.

Рис. 2.55. Годографы разностного напряжения вихретокового скомпенсированного преобразователя при измерении толщины неферромагнитного покрытия на ферромагнитном основании

Как видно из рис. 2.55 крутизна годографа при увеличении толщины покрытия, а следовательно и чувствительность преобразователя к толщине покрытия сильно зависит от электропроводности покрытия.

На рис. 2.56 изображены графики зависимости относительного фазового сдвига разностного напряжения преобразователя при измерении толщины хромового, цинкового и медного покрытий.

Рис. 2.56. Зависимость относительного фазового сдвига разностного напряжения преобразователя от изменения толщины хромового, цинкового и медного покрытия, нанесенного на основание из Ст20.

По сути графики, изображенные на рис. 2.55 являются градуировочными характеристиками вихретокового фазового преобразователя.

Если покрытие нанесено на сталь, магнитная проницаемость которой значительно отличается от магнитной проницаемости стали, из которой изготовлены основания градуировочных образцов (в данном случае это Ст20), то точка начала графиков сместится (точка А на рис. 2.57), а точка окончания графика останется неизменной (точка Б на рис. 2.57). Произойдет искривление крутизны характеристики преобразователя. На рис. 2.57 тонкими линиями изображены графики зависимости относительного фазового угла от толщины покрытия нанесенного на основание из Ст20, жирными линиями, соответственно, нанесенными на Ст45 и 40Х13.

Рис. 2.57. Зависимость относительного фазового сдвига сигнала с преобразователя от изменения толщины хромового, цинкового и медного покрытия, нанесенного на основание из Ст45 и 40Х13