專利名稱：：一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種非金屬覆蓋層厚度檢測方法，特別是涉及一種以渦流測厚技術(shù)來實(shí)現(xiàn)金屬基體上非金屬覆蓋層厚度的檢測方法，屬于無損檢測技術(shù)研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：產(chǎn)品外層非金屬覆蓋層或防熱層厚度技術(shù)指標(biāo)是產(chǎn)品質(zhì)量控制要點(diǎn)之一，其檢測試驗(yàn)方法更是為無損檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
的應(yīng)用與研究提出了一個全新的課題，目前常規(guī)的無損檢測技術(shù)和機(jī)械方式檢測技術(shù)等手段均無法有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品非金屬材料覆蓋層的厚度檢測，其檢測結(jié)果也極不可靠。渦流測厚原理是利用一個能產(chǎn)生穩(wěn)定、較高頻率的探頭在一個導(dǎo)電金屬基體上激發(fā)產(chǎn)生出一個穩(wěn)定的旋渦狀渦流，當(dāng)金屬基體上有一個覆蓋層或防熱層時，在提離效應(yīng)的作用下，造成渦流密度的改變，其變化的值對應(yīng)的即為渦流傳感器(探頭)的提離高度，也即為覆蓋層的厚度。目前使用的渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層的厚度進(jìn)行檢測中，所使用的金屬基體試塊和非金屬基體試塊的材質(zhì)、厚度等指標(biāo)與實(shí)際被測產(chǎn)品之間不匹配，因此該類試塊并不能進(jìn)行產(chǎn)品檢測前的校準(zhǔn)，且由于實(shí)際檢測時具有檢測誤差，而該誤差值不能被有效剔除，因此，測量結(jié)果是不準(zhǔn)確的。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)在人們使用渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層的厚度進(jìn)行檢測存在測量不準(zhǔn)確的的問題，本發(fā)明提供一種測量方法，可以較好地解決上述問題。所述目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于使用渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層進(jìn)行厚度檢測；在正式檢測之前進(jìn)行金屬基體試塊和非金屬基體試塊的制作，對已知厚度的非金屬基體試塊檢測后，可以確定渦流測厚儀的檢測誤差值；對產(chǎn)品的測點(diǎn)選定后，根據(jù)測點(diǎn)對產(chǎn)品進(jìn)行檢測后，將檢測結(jié)果對照誤差值進(jìn)行修正即可。其中，4a.試塊的制作過程如下需制作金屬基體試塊一個和非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊若干；金屬基體試塊和非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊均要求其材質(zhì)、加工工藝過程、材質(zhì)處理狀態(tài)、材料表面粗糙度與實(shí)際產(chǎn)品的狀態(tài)相一致；所有試塊(含金屬基體試塊和非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊)必須具有與被測產(chǎn)品相同的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率；其中金屬基體試塊是進(jìn)行檢測前對渦流測厚儀進(jìn)行零位調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)的，非金屬測厚試塊是進(jìn)行厚度檢測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的。b.對產(chǎn)品上的測點(diǎn)進(jìn)行選定過程如下根據(jù)產(chǎn)品外形尺寸均勻分布原則，首先按照產(chǎn)品檢測技術(shù)指標(biāo)或檢測技術(shù)條件的要求進(jìn)行測點(diǎn)粗選；再根據(jù)產(chǎn)品終加工圖紙和產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測點(diǎn)細(xì)選，避開鉚釘、形狀突變位置、曲率變化位置及空腔位置，按照零件測點(diǎn)分布和產(chǎn)品外形特點(diǎn)，制作出測點(diǎn)模板。c.檢測誤差值的確定過程如下(1)對于平面外形產(chǎn)品的誤差修正方法檢測時，按照選定的測點(diǎn)，用非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊在產(chǎn)品金屬芯體上進(jìn)行逐一測點(diǎn)檢測，將檢測值與非金屬試塊標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，從而得到誤差值；(2)對于小曲率、漸變曲率、大直徑外形產(chǎn)品的誤差修正方法先用有機(jī)玻璃(或其它具有一定硬度、韌性、可彎曲、無壓縮彈性的非導(dǎo)電材料)薄板制作一個標(biāo)準(zhǔn)厚度值試塊，該有機(jī)玻璃薄板可以隨產(chǎn)品金屬芯體外形緊密貼附，且薄板厚度為lmm左右(即材質(zhì)的影響可以近似忽略不計(jì))，再依次貼附在金屬芯體表面，按照測點(diǎn)分布，逐點(diǎn)檢測，將檢測值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，得到的誤差值，即可知道曲率和外形尺寸的漸變對檢測結(jié)果的影響值；(3)對于大曲率、小直徑外形零件的誤差修正方法大曲率產(chǎn)品曲率與探頭之間存在的計(jì)算關(guān)系如下式，其中R為產(chǎn)品半徑、r為探頭半徑=[#-一誤差值h+(0.lmm0.2mm)。本發(fā)明具有設(shè)備成本低、攜帶方便、檢測過程簡單直觀、檢測速度快、可現(xiàn)場即時獲取檢測結(jié)果、測定結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，利于推廣應(yīng)用。圖l是探頭與曲率的關(guān)系示意圖2a、圖2b、圖2c、圖2d、圖2e、圖2f、圖2g、圖2h是非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊的主視圖和俯視圖；圖3是金屬基體標(biāo)準(zhǔn)試塊的主視圖和俯視圖4是某產(chǎn)品測點(diǎn)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。本專利中的非金屬覆蓋層可以是玻璃鋼材料、編織體材料、紙、陶瓷、塑料等非導(dǎo)電材料。本實(shí)施方式提供一種金屬基體上玻璃鋼覆蓋層無損測厚方法，包括探頭選配、試塊制作、測點(diǎn)選擇、儀器設(shè)備校準(zhǔn)、實(shí)際檢測、誤差修正等過程。步驟一探頭的選擇配探頭選擇需考慮以下幾個方面探頭的檢測頻率。一般探頭的檢測頻率是每個探頭固定頻率，應(yīng)具有高頻激勵線圈和檢測線圈。探頭的檢測范圍。根據(jù)檢測覆蓋層的厚度值，選配探頭，檢測值應(yīng)在探頭檢測范圍內(nèi)。探頭在檢測范圍內(nèi)的準(zhǔn)確值區(qū)域。準(zhǔn)確值區(qū)域在整個檢測范圍的三分之一三分之二范圍內(nèi)。檢測產(chǎn)品金屬基體是鐵磁性金屬基體、還是非鐵磁性金屬基體，如是非鐵磁性金屬基體，則材料是低導(dǎo)電率材料還是中高導(dǎo)電率材料。比如，當(dāng)檢測某一產(chǎn)品的厚度值為3mm時，基體金屬為低導(dǎo)電率非鐵磁性材料，則選用厚度值檢測范圍為0mm7mm的探頭即可。步驟二制作檢測用標(biāo)準(zhǔn)試塊在檢測前對產(chǎn)品各類技術(shù)資料進(jìn)行分析整理，選取與該產(chǎn)品金屬基體及覆蓋層狀態(tài)完全一致的材料(含材料一致、加工工藝過程一致、材質(zhì)處理狀態(tài)、材料表面粗糙度一致等)，制作一套測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊，金屬基體試塊與非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊必須具有與被測產(chǎn)品相同的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率；標(biāo)準(zhǔn)試塊制作如圖2a-圖2h、圖3所示，標(biāo)準(zhǔn)試塊制作后要求表面粗糙度較低，表面經(jīng)磨削加工后光滑平整，平行度、平面度要求較高，且在制作過程中嚴(yán)格禁止油污、水漬、汽油等污染試塊，保證材料的潔凈。其中金屬基體試塊是進(jìn)行檢測前對渦流測厚儀進(jìn)行零位調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)的，非金屬測厚試塊是進(jìn)行厚度檢測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的，因此試塊在有效值的范圍內(nèi)制作的越多，檢測精度就越高。試塊制作完后，對試塊厚度、試塊平行度進(jìn)行精密測量，驗(yàn)證試塊的合格與否。步驟三測點(diǎn)的確定必須選取與產(chǎn)品狀態(tài)一致的金屬芯體，利用金屬芯體進(jìn)行厚度測點(diǎn)的工藝摸索，根據(jù)外形尺寸均勻分布原則，首先對芯體進(jìn)行測點(diǎn)粗選，再根據(jù)產(chǎn)品終加工圖紙進(jìn)行測點(diǎn)細(xì)選，從而確定檢測測點(diǎn)的分布，再分別用三個制作好的已知覆蓋層厚度試塊在芯體上一一進(jìn)行有規(guī)律相應(yīng)測點(diǎn)的測厚，三個試塊的厚度作為檢測的標(biāo)準(zhǔn)厚度值，由于產(chǎn)品焊接焊縫處、產(chǎn)品邊緣區(qū)域、圓弧過渡區(qū)域、組合零件鉚接及過渡區(qū)域的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及產(chǎn)品表面狀態(tài)等多種因素的影響，造成渦流邊緣效應(yīng)及提離效應(yīng)的負(fù)面影響，選點(diǎn)檢測時需要盡可能避免，測點(diǎn)確定后，可以根據(jù)檢測需要，按照零件測點(diǎn)分布和產(chǎn)品外形特點(diǎn)，制作出測點(diǎn)模板，便于檢測所需。如某產(chǎn)品的測點(diǎn)選定在圓周方向上可設(shè)計(jì)檢測8組，分別為i、in、n、nm、m、miv、iv、IV1，每組共設(shè)計(jì)檢測18個點(diǎn)，整個殼體共計(jì)144個點(diǎn)，表面取點(diǎn)以100mm為一個間距，從大端開始檢測，如圖4所示。步驟四儀器的校準(zhǔn)采用制作好的基體金屬標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)儀器的零位，在用非金屬試塊標(biāo)準(zhǔn)儀器檢測精度，每次檢測前均需反復(fù)進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，一般儀器校準(zhǔn)次數(shù)應(yīng)不少于23次。一般檢測每一個數(shù)據(jù)點(diǎn)時，至少需要三個或以上具有已知厚度的試塊來校準(zhǔn)儀器，其中最薄的試塊代表的是最小測厚值，最厚的試塊代表的是最大測厚值，中間值試塊代表的是中間厚度值，一般要求中間厚度值應(yīng)與實(shí)際要檢測的厚度相接近或相同。步驟五檢測按照選定的測點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品的逐點(diǎn)檢測，記錄檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)。步驟六誤差修正對于小探頭與小曲率、大直徑產(chǎn)品貼和情況良好，為了對此類產(chǎn)品檢測試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正，選取有機(jī)玻璃材料(非導(dǎo)電材料)制作一個標(biāo)準(zhǔn)誤差修正試板，該試板的標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.95mm，并在選取的金屬芯體上，分別按測點(diǎn)位置，逐一進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)試板的厚度值進(jìn)行比較計(jì)算，得到誤差修正結(jié)果如下表l某產(chǎn)品的誤差修正系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對于平面外形產(chǎn)品和小曲率、漸變曲率、大直徑外形產(chǎn)品進(jìn)行檢測時，應(yīng)在修正數(shù)據(jù)(誤差值)的基礎(chǔ)上將數(shù)值再增加O.lmm0.2mm，主要是指零件表面粗糙度、探頭放置等負(fù)面因素造成的影響。而對于大曲率的誤差修正方法，則按照公式》—^^—"進(jìn)行計(jì)算，其中R為產(chǎn)品半徑、r為探頭半徑修正系數(shù)(誤差值)=h+(0.lmm0.2mm)。其中O.lmm0.2mm抓主要是指零件表面粗糙度、探頭放置等因素造成的影響。通過公式還可分析出如下兩種情況當(dāng)R值一定時，r增大，h值變大；當(dāng)r值一定時，R增大，h值變小。檢測數(shù)據(jù)實(shí)際值如下式實(shí)際值=檢測值一修正系數(shù)(誤差值)。本實(shí)施方式只是對本專利的示例性說明而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域人員還可以對其進(jìn)行局部改動，只要是沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都視為對本技術(shù)方案的等同替換，因此都在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求權(quán)利要求1一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于使用渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層進(jìn)行厚度檢測；在正式檢測之前進(jìn)行金屬基體試塊和非金屬基體試塊的制作，對已知厚度的非金屬基體試塊檢測后，可以確定渦流測厚儀的檢測誤差值；對產(chǎn)品的測點(diǎn)選定后，根據(jù)測點(diǎn)對產(chǎn)品進(jìn)行檢測后，將檢測結(jié)果對照誤差值進(jìn)行修正即可。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于試塊的制作過程如下制作金屬基體試塊一個和非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊若干；金屬基體試塊和非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊均要求其材質(zhì)、加工工藝過程、材質(zhì)處理狀態(tài)、材料表面粗糙度與實(shí)際產(chǎn)品的狀態(tài)相一致；所有試塊必須具有與被測產(chǎn)品相同的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于對產(chǎn)品的測點(diǎn)選定過程如下根據(jù)產(chǎn)品外形尺寸均勻分布原則，首先按照產(chǎn)品檢測技術(shù)指標(biāo)或檢測技術(shù)條件的要求進(jìn)行測點(diǎn)粗選；再根據(jù)產(chǎn)品終加工圖紙和產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測點(diǎn)細(xì)選，避開鉚釘、形狀突變位置、曲率變化位置及空腔位置，按照零件測點(diǎn)分布和產(chǎn)品外形特點(diǎn)，制作出測點(diǎn)模板。4.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于檢測誤差值的確定過程如下對于平面外形產(chǎn)品的誤差修正方法檢測時，按照選定的測點(diǎn)，用非金屬測厚標(biāo)準(zhǔn)試塊在產(chǎn)品金屬芯體上進(jìn)行逐一測點(diǎn)檢測，將檢測值與非金屬試塊標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，從而得到誤差值。5.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于檢測誤差值的確定過程如下對于小曲率、漸變曲率、大直徑外形產(chǎn)品的誤差修正方法先用有機(jī)玻璃薄板制作一個標(biāo)準(zhǔn)厚度值試塊，該有機(jī)玻璃薄板可以隨產(chǎn)品金屬芯體外形緊密貼附，且薄板厚度為lmm左右，再依次貼附在金屬芯體表面，按照測點(diǎn)分布，逐點(diǎn)檢測，將檢測值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，得到的誤差值，即可知道曲率和外形尺寸的漸變對檢測結(jié)果的影響值。6.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，其特征在于檢測誤差值的確定過程如下對于大曲率、小直徑外形零件的誤差修正方法大曲率產(chǎn)品曲率與探頭之間存在的計(jì)算關(guān)系如下式，其中R為產(chǎn)品半徑、r為探頭半徑/3=[#-一誤差值h+(0.lmm0.2mm)。全文摘要一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法，涉及一種非金屬覆蓋層厚度檢測方法。針對現(xiàn)在人們使用渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層的厚度進(jìn)行檢測存在測量不準(zhǔn)確的的問題，本發(fā)明提供一種金屬基體上非金屬覆蓋層厚度檢測方法使用渦流測厚儀對金屬基體上的非金屬覆蓋層進(jìn)行厚度檢測；在正式檢測之前進(jìn)行金屬基體試塊和非金屬基體試塊的制作，對已知厚度的非金屬基體試塊檢測后，可以確定渦流測厚儀的檢測誤差值；對產(chǎn)品的測點(diǎn)選定后，根據(jù)測點(diǎn)對產(chǎn)品進(jìn)行檢測后，將檢測結(jié)果對照誤差值進(jìn)行修正即可。本發(fā)明具有設(shè)備成本低、攜帶方便、檢測過程簡單直觀、檢測速度快、可現(xiàn)場即時獲取檢測結(jié)果、測定結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，利于推廣應(yīng)用。文檔編號G01B7/06GK101451817SQ200810306618公開日2009年6月10日申請日期2008年12月29日優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日發(fā)明者姜瑩艷,張亞軍,龔煉紅申請人:國營紅陽機(jī)械廠