ВЛИЯНИЕ ВАРИАЦИЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ДВУХСЛОЙНОГО ОБРАЗЦА НА ФАЗУ ВНОСИМОЙ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ НАКЛАДНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО ТОЛЩИНОМЕРА

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. 

1. Ноймайер, П. Вихретоковый фазовый метод измерения толщины гальванических покрытий / П. Ноймайер // В мире неразрушающего контроля. – 2008. – № 2 (40). – С. 29–30.

2. Вихретоковый измеритель: пат. Российской Федерации, МПК7 G01N 27/90 / В.А. Сясько, А.С. Булатов, М.Ю. Коротеев, П.В. Соломенчук; заявитель ЗАО «Константа». – № 2384839; заявл. 13.10.2008; опубл. 20.03.2011 // Бюл. изобр. – 2011. – № 8.

3. Бакунов, А.С. Развитие вихретоковой толщинометрии защитных покрытий / А.С. Бакунов, В.А. Калошин // Контроль. Диагностика. – 2016. – №1 (211). – С. 27–31.

4. Вихретоковый способ двухчастотного контроля изделий: пат. Российской Федерации, МПК7 G01B 7/06 / Н.Г. Богданов, В.А. Приходько, А.И. Суздальцев; заявитель Орловский государственный техн. унив. – № 2184931; заявл. 03.02.2000; опубл. 10.07.2002 // Бюл. изобр. – 2002. – № 19.

5. Герасимов, В.Г. Электромагнитный контроль / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков. – Кн. 3. – М.: Высш. шк., 1992. – 312 с.

6. Чернышев, А.В. Выбор рабочей частоты вихретокового толщиномера с накладным преобразователем / А.В. Чернышев // Приборы и методы измерений. – 2014. -№ 1 (8). – С. 73 – 77.

7. Li, Y. Magnetic Field-Based Eddy-Current Modeling for Multilayered Specimens / Y. Li, T. Theodoulidis, G. YunTian // IEEETrans. Magn. – 2007. – V. 43. – P. 4010–4015.

8. Клюев, В.В. Неразрушающий контроль и диагностика / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалев и др. – М.: Машиностроение, 2003. – 656 с.

9. Баженов, И.Н. Способ двухпараметрического контроля толщины немагнитных металлических покрытий / И.Н. Баженов, Ю.Б. Иванов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2015. – № 3. – С. 127–132.

10. May, P. Numerical modeling and implementation of ferrite cored eddy current probes/ P. May, E. Zhou, D. Morton // NDT&E Internat. – 2007. – V. 40. – P. 566-576.