[發明專利]一種鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法及裝置

在審

• 申請號: 201911018123.7
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110672001A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 付朋;周松蔚;郭治文;錢愛兵;陳振興
• 申請（專利權）人: 中航通飛華南飛機工業有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 44202 廣州三環專利商標代理有限公司
• 代理人: 盧澤明

本發明涉及一種鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法及裝置，該方法通過將激勵探頭置于具有不同厚度非鐵磁材料的標準試塊上，并對激勵探頭的激勵線圈上施加正弦信號，使之產生磁場，并在“U”型磁軛與鐵磁性材料表面形成閉合磁路；然后利用檢測探頭拾取在提離過程中磁路內磁場變化信息，將檢測到的磁信號轉化成電壓信號，并將電壓信號輸送至PC機，計算得到厚度值；這樣，即可對鐵磁性材料表面的非鐵磁性材料厚度進行測量，具有無損、快速，準確等優點，而且該裝置包括依次連接的激勵模塊、探頭模塊、信號處理模塊、信號采集模塊、PC處理顯示模塊，整個裝置抗干擾性強，操作簡單，在厚度測量領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于無損測厚技術領域，特別涉及一種基于電磁檢測技術的鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法及裝置。

背景技術

目前，市場上有一類產品是在鐵磁性材料表面覆蓋一層非鐵磁性材料包覆層或是特殊材料涂層，以起到保護下層鐵磁性材料的作用，如廣泛使用于石化行業的帶包覆層的管道和壓力容器、航空航天領域中帶特殊涂層材料的飛行器外殼及工業設備中常用的泰勒閥中的密封球等。此類產品在生產過程中，因生產工藝等原因致使表面包覆層及涂層分布不均勻，影響產品的性能，以及產品在常期使用的過程中，表層的包覆層及涂層易產生磨損，致使失去保護作用。所以對此類產品在生產及在役使用過程中的檢測十分重要。

然而，申請人發現：對此類產品包覆層及涂層厚度測量方法主要有破損檢測法和無損檢測法兩大類，其中破損檢測(如針刺法等)的方法對產品本身會造成破壞；無損方法有超聲，電磁法，其中超聲測厚受包覆層內部結構影響較大，故對于內部結構復雜的包覆層厚度測量精度有限，而電磁法與前面的方法相比則具有無損，安全，易操作等優點；但目前應用于測厚的電磁方法主要是渦流測厚法，中國專利文件“一種新型電渦流測厚儀”(專利申請號200920246910.2)和“一種脈沖渦流測厚儀”(專利申請號201120184916.9)分別從機械裝置和硬件電路的角度公開了一種渦流測厚儀。在測量鐵磁性材料表面非鐵磁性材料厚度時，由于渦流探頭阻抗隨材料厚度變化呈非線性關系，故在后續信號處理電路中加入非線性校正電路，這必將給測厚結果帶來了一定的誤差。為了提高測量精度，專利“一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度的檢測方法”(專利申請號200810306618.5)公開了一種方法：通過制作與待測工件相同的試件對渦流測厚儀進行校準以提高檢測精度。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種可對鐵磁性材料表面的非鐵磁性材料厚度進行測量，具有無損、快速，準確等優點的鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法，以及實現該鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法的裝置，整個裝置抗干擾性強，操作簡單，具有廣闊的應用前景。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種鐵磁性材料表面非鐵磁材料厚度測量方法，包括有以下步驟：

制作一套具有不同厚度非鐵磁材料的標準試塊；

將激勵探頭置于具有不同厚度非鐵磁材料的標準試塊上，并對激勵探頭的激勵線圈上施加正弦信號，使之產生磁場，并在“U”型磁軛與鐵磁性材料表面形成閉合磁路；

利用檢測探頭拾取在提離過程中磁路內磁場變化信息，將檢測到的磁信號轉化成電壓信號，并將電壓信號輸送至PC機，計算得到厚度值。

進一步地，將電壓信號經采集卡輸送至PC機，計算得到厚度值，具體為：利用檢測探頭拾取在提離過程中不同厚度非鐵磁材料的標準試塊檢的磁信號轉化成電壓信號，并經采集卡輸送至PC機，同時輸入對應的厚度值；重復上述過程，直至將整套具有不同厚度非鐵磁材料的標準試塊測試完畢，最后由PC機算法擬合得到厚度值與電壓值的對應關系式，計算得到相應的厚度值。

進一步地，所述標準試塊采用鐵磁性材料制作，厚度為50mm，其表面設有的非鐵磁材料的厚度為0.1mm～50mm。