ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические методы контроля толщины крупногабаритных изделий и конструкций из пластмасс из "Технологический неразрушающий контроль пластмасс" Толщина изделия служит в некоторых случаях показателем качества технологического процесса переработки полимерных материалов в изделия. Так, в процессе намотки изделий из композиционных материалов при одинаковом числе слоев армирующего наполнителя толщина может изменяться в очень широких пределах. Вследствие нестабильности параметров пропитки (вязкости связующего, температуры, концентрации растворителя, типа наполнителя и др.), условий намотки (натяжения полотна, усилия прикатки, скорости намотки) и усадочных явлений толщина изделия приобретает значение важного технологического параметра. [c.113] Процесс контроля толщины изделия разделяется на два этапа контроль толщины изделий в процессе их изготовления (при намотке, напылении, спекании и других технологических процессах) и контроль толщины готовых изделий. На первом этапе главным является поддержание толщины на заданном уровне в любом промежутке времени, на втором — преобладает контроль изменения толщины вследствие воздействия эксплуатационных факторов и изменения условий окружающей среды. [c.113] В зависимости от этапа выбирают соответствующий эффективный метод контроля. Это связано с тем, что условия контроля толщины на первом и втором этапах заметно различаются. Так, на первом этапе изделие находится на технологической оснастке (например, в процессе намотки изделие — на оправке), поэтому, как правило, возможен только односторонний доступ к изделию. На втором этапе возможен контроль с двух сторон, но односторонний контроль предпочтительнее, так как не требуется сложного сканирующего оборудования, например при контроле крупногабаритных изделий. Поэтому мы рассмотрим в основном методы, пригодные для одностороннего контроля толщины крупногабаритных изделий и конструкций. [c.113] Традиционные методы измерения толщины, основанные на применении механического измерительного инструмента (линеек, рулеток, штангенциркуля, индикаторов и т. д.), трудоемки, не позволяют автоматизировать процесс измерений, применимы в основном только для малогабаритных изделий. Значительно более эффективны при толщинометрии изделия физические методы контроля, которые основаны на регистрации параметров физических полей при помощи чувствительных преобразователей. [c.113] Особенность контроля толщины изделий из композиционных полимерных материалов заключается в том, что эти материалы немагнитны, неэлектропроводны, анизотропны, с большим рассеянием и поглощением ультразвука в диапазоне выше 1,0 МГц. [c.113] Специфические свойства этих материалов, а также необходимость обеспечения одностороннего контроля ограничивают диапазон применяемых методов. [c.114] Значительный интерес представляют следующие методы ультразвуковые [123—125], микрорадиоволновые [105, 126—142], оптические, магнитные, электрические (емкостные), электроиндук-тивные (токовихревые), радиационные (рентгеновский, -излучения, Р-излучения и др.), электромеханические [143]. [c.114] Из ультразвуковых наибольшее распространение в практике контроля толщины изделий получили ультразвуковой резонансный и ультразвуковой импульсный методы [124, 125]. [c.114] Зная основную резонансную частоту преобразователя, толщину изделия определяют по формуле (2.21). [c.115] Однако резонансный метод имеет ряд существенных недостатков, обусловленных необходимостью использования только высоких ультразвуковых частот, выше 1,0 МГц, так как снижение диапазона частот ниже 1,0 МГц существенно повышает погрешность измерения малым диапазоном контролируемых толщин и влиянием свойств материала на точность измерения толщины. [c.115] В настоящее время наибольшее распространение получили толщиномеры ТУК-4В, ДУК-10, которые выпускает Кишиневский завод Электроточприбор . [c.115] Данный метод может найти ограниченное применение для стеклопластиков и почти неприменим (при высоких УЗК) для пено-пластов. [c.115] Основные недостатки импульсного метода наличие мертвой зоны, размеры которой определяются длительностью зондирующего импульса влияние неоднородности структуры материала на точность измерения толщины сложность контроля изделий из композиционных материалов большой толщины, обусловленная большим рассеянием и поглощением УЗК высоких частот. [c.117] Устранение основных недостатков при контроле изделий из композиционных материалов с большой толщиной (свыше 50— 100 мм) возможно только при снижении частотного диапазона УЗК. При этом возникает также ряд проблем, основными из которых являются разработка низкочастотных (20—300 кГц) пьезопреобразователей, излучающих сигналы малой длительности (не более одного периода) обеспечение высокой направленности в режиме излучения и приема выбор эффективного способа возбуждения пьезопреобразователя изучение влияния анизотропии при использовании раздельного варианта контроля. [c.117] Эффективность остальных методов зависит главным образом от наличия металлической подложки, в качестве которой может быть оправка либо тонкий лист металла (или фольги), подклады-ваемые с противоположной стороны изделия на участке контроля. Поэтому для всех перечисленных методов контроля толщины теоретические предпосылки могут быть общими. [c.117] при использовании магнитного метода 12 представляет собой относительную магнитную проницаемость, в методе вихревых токов — еще и электрическую проводимость, в методе обратного рассеяния р-лучей — плотность и порядковый номер элемента, в СВЧ-методе — значение диэлектрической проницаемости или набег фазы. [c.117] Амплитудно-фазовые методы толщинометрии основаны на измерении или балансировке комплексных сопротивлений измерительных СВЧ-антенн. На практике эти способы сводятся к измерению амплитуды и фазы (либо одного из этих параметров) или балансировке амплитуды и фазы сигнала, поступившего на вход измерительной антенны СВЧ, нагруженной комплексным сопротивлением среды. [c.118] При контроле методом свободного пространства обычно реализуется режим работы СВЧ-антенны в ближней зоне, что приводит к зависимости ее входного комплексного сопротивления преимущественно от параметров контролируемого диэлектрика и ослаблению влияния на параметры антенны среды, окружающей исследуемый объект. [c.118] Устройства неразрушающего контроля, реализующие амплитудно-фазовую методику, реагируют, как правило, на весь комплекс параметров диэлектриков (толщина, неоднородность состава, степень отверждения и т. д.) и позволяют зарегистрировать один из этих параметров (например, толщину) только при условии постоянства других параметров либо путем введения дополнительных устройств, позволяющих ослабить влияние побочных параметров. [c.118] Применимость амплитудно-фазового способа для контроля толщины изделий в процессе их намотки ограничена тем, что он позволяет измерять лишь суммарную толщину покрытия и прочной стенки изделия, что не может решить задачи определения толщины слоя при намотке. Кроме того, величина выходного сигнала таких устройств в значительной мере зависит от стабильности амплитудно-фазовых и частотных характеристик генератора СВЧ и блоков регистрации, что вносит дополнительные погрешности измерения. [c.118] Вернуться к основной статье