Адрес для переписки: Чернышев А.В. – Институт прикладной физики НАН Беларуси, ул. Академическая, 16, г. Минск 220072, Беларусь e-mail: lab5@iaph.bas-net.by
Address for correspondence: Chernyshev A.V. – Institute of Applied Physics of the National Academy of Science of Belarus, Akademicheskaya str., 16, Minsk 220072, Belarus e-mail: lab5@iaph.bas-net.by
При вихретоковой толщинометрии электропроводящих двухслойных структур одним из мешающих факторов является наличие вариаций величины удельной электрической проводимости материала верхнего слоя (покрытия) при перемещении от точки к точке по поверхности объекта контроля или при переходе от одного объекта контроля к другому. Целью настоящей работы являлась оценка погрешности определения толщины проводящего покрытия, расположенного на проводящем ферромагнитном основании, при фазовом способе вихретокового контроля с помощью накладного преобразователя. Причиной погрешности являлись вариации величины удельной электрической проводимости материала покрытия.
Оценка погрешности проводилась на основе расчетов фазы вносимой в накладной преобразователь эдс по известным аналитическим выражениям для витка с током синусоидальной формы, расположенного над бесконечным полупространством с покрытием в виде тонкого слоя на его поверхности. Выбранные при расчетах электромагнитные параметры покрытия и основания примерно соответствуют случаю слой хрома на никелевом основании. Расчеты проведены при различных частотах пропускаемого через виток тока.
Показано, что по мере уменьшения частоты проходящего через виток тока указанная погрешность уменьшается. Значение минимально возможной рабочей частоты тока возбуждения определяется условием отсутствия влияния на фазу вносимой в накладной преобразователь эдс вариаций толщины основания.
Для уменьшения указанной погрешности предложено определять, на основе фазового способа, при относительно высокой частоте тока возбуждения преобразователя удельную электропроводность материала покрытия. После этого, при более низкой частоте тока возбуждения, также при помощи фазового способа, определяется толщина покрытия, при этом учитывается определенная ранее величина удельной электропроводности покрытия. Также рассмотрены способы повышения точности фазовых измерений в мегагерцовой области частот тока возбуждения.
In carrying out eddy current thickness measurement of two-layer conductive objects one from the interfering factors is the presence of variations in the value of the electrical conductivity of the material of the upper layer (coating) when moving from point to point on the surface of object of control or when passing from one object of control to another. The aim of this work is to evaluate the accuracy of determining the thickness of the conductive coating disposed on a conducting ferromagnetic basis, using the phase method of eddy current testing. The reason of the error is variation of the electrical conductivity of the material of coating.
Determination of the error is based on calculations using known analytical expressions for the loop with current of sinusoidal form arranged over the infinite half space with a covering as a thin layer. Selected in calculating electromagnetic parameters of coating and substrate approximately correspond to the case -chromium layer on a nickel base. Calculations are performed for different frequencies of current passed through coil.
It is shown that at reduction of frequency of the current passes through the coil the error is reduced. The value of the lowest possible operating frequency of the excitation current is determined by the condition of absence influence on the phase introduced into the superimposed transducer emf variations in the thickness of the basis.
To reduce the indicated error it is proposed to determine, on the basis of phase method at a relatively high frequency transducer current excitation, conductivity of the material of coating. After this, at a low frequency excitation current and using phase method, the coating thickness is determined, taking into consideration the previously determined value of the conductivity of coating. Also discussed ways to improve the accuracy of phase measurements in the MHz region of the excitation current frequency.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.