автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод и средства допускового контроля толщины немагнитных покрытий изделий на ферромагнитной основе

На

ЩЕКОТИХИН СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

□03169720

МЕТОД И СРЕДСТВА ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ толщины НЕМАГНИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ФЕРРОМАГНИТНОЙ ОСНОВЕ

Специальность 05 11 13 - Приборы и методы контроля природной

среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 МАЙ 2008

Орел 2008

003169720

Работа выполнена в Академии Федеральной службы охраны Российской Федерации

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Богданов Николай Григорьевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Коробко Виктор Иванович

кандидат технических наук Мальцева Ольга Ивановна,

Ведущая организация. ОАО "ПРОТОН", г Орел

Защита состоится июня 2008 г в /с? часов на заседании диссертационного Совета Д 212 182 01 при Орловском государственном техническом университете по адресу 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29 факс (4862) 41-98-19, тел (4862)41-66-84

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета

Автореферат разослан /3 мая 2008 г Отзывы на автореферат просим направлять по адресу Совета университета 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29

Ученый секретарь

диссертационного Совета, ^

доктор технических наук, профессор ^^ СуздальцевАИ

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Современная тенденция развития промышленного производства характеризуется повышением требований к качеству выпускаемой продукции, выполнение которых позволяет обеспечить ее высокую конкурентоспособность по сравнению с зарубежными образцами аналогичного назначения Особая роль в этом плане отводится технологическому контролю толщины немагнитных покрытий, применяемых как для защиты изделий от коррозии, так и для получения надежных соединений электрических контактов в различном электротехническом и электронном оборудовании (намоточных проводах, электромагнитных реле, разъемах, переключателях и т п )

Для допускового контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе принято использовать дифференциальные методы, основанные на периодическом сравнении контролируемого и образцового покрытий Одним из наиболее перспективных является способ двухчастотного контроля с разновременным формированием высокочастотного и низкочастотного сигналов, возбуждающих вихретоковый преобразователь По уровню высокочастотного сигнала на выходе преобразователя определяют электрическую проводимость верхнего слоя покрытия, а по уровню низкочастотного сигнала оценивают общую электропроводность покрытия По результатам измерения и обработки амплитудно-фазовых характеристик сигналов на разных частотах судят о контролируемой толщине немагнитного покрытия

Повышение достоверности и расширение диапазона измерений в двух-частотных приборах контроля ограничиваются как методическими, так и инструментальными погрешностями В частности, возбуждение вихретоковых преобразователей сигналами различной частоты приводит к резкому изменению амплитуды выходных колебаний преобразователя из-за влияния индуктивности обмоток преобразователей и вихретоковых потерь в контролируемом изделии При этом нестабильность электропроводности покрытия или основы изделия определяет нижнюю границу погрешности измерения вихретоковыми методами

Однако наибольший вклад в ограничение достоверности контроля вносит инструментальная составляющая погрешности, связанная с практическими трудностями измерения амплитуды и фазы высокочастотных сигналов малого уровня при наличии промышленных помех

Учитывая, что повышение качества выпускаемой продукции невозможно без совершенствования параметров аппаратуры контроля, то улучшение характеристик вихретоковых толщиномеров необходимо для целого ряда предприятий, производящих изделия и детали с защитными покрытиями Этим и характеризуется актуальность темы исследований

Объектом исследования в работе является метод и средства контроля толщины немагнитных покрытий изделий на ферромагнитной основе

Предмет исследования - вихретоковый метод и средства резонансного контроля толщины покрытий изделий на ферромагнитной основе

Целью диссертационной работы является расширение диапазона измерения и повышение чувствительности приборов контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе

К основным задачам исследований относятся

- теоретическое исследование резонансного метода вихретокового контроля с разверткой частоты импульсов тока, подаваемых на вихретоковые преобразователи, и вычислением информативных параметров по амплитуде и фазе колебаний,

- разработка и исследование двухпараметрового способа резонансного контроля с разверткой частоты возбуждающего сигнала и стабилизацией амплитуды колебаний на выходе вихретокового преобразователя для уменьшения влияния зазора на достоверность результатов контроля,

- оценка возможностей применения аддитивной и мультипликативной коррекции погрешностей измерений для повышения чувствительности и улучшения качества приборов, применяемых для допускового контроля толщины немагнитных покрытий,

- разработка структурных схем и анализ методических погрешностей приборов контроля с резонансным частотным преобразованием

Методы и средства исследований При решении диссертационных задач использовались методы общей теории систем, теория автоматического управления, методы математического и схемотехнического моделирования на ПЭВМ, теория погрешностей измерений, теория функций комплексного переменного, а также методы аппроксимации характеристик нелинейных элементов и спектральный анализ электрических сигналов

Научная новизна работы заключается в следующем

- усовершенствован вихретоковый метод контроля толщины немагнитных докрытий на ферромагнитной основе, основанный на применении резонансного режима работы первичных преобразователей с изменением крутизны и направления развертки возбуждающего сигнала в двухтактном режиме работы, обеспечивающий расширение диапазона измерения и повышение чувствительности приборов контроля толщины немагнитных покрытий,

- разработаны способ и алгоритмы двухпараметрового контроля толщины немагнитных покрытий, основанные на цифровом измерении амплитуды и резонансной частоты колебаний в моменты изменения знака разности фаз между возбуждающим и выходным сигналами вихретокового преобразователя, защищенные патентом РФ на изобретение,

- разработаны структуры и алгоритмы работы и приборов допускового контроля толщины немагнитных покрытий с автоматической компенсацией влияния зазора между датчиками и контролируемыми объектами

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе проведенных исследований разработаны и внедрены цифровой прибор и установка автоматического контроля толщины немагнитного покрытия в технологическом цикле производства электронной продукции Разработаны и экспериментально исследованы принципиальные схемы универсальных резонансных вих-ретоковых преобразователей, реализованные на микромощных операционных усилителях и КМОП логических элементах, которые характеризуются минимальным энергопотреблением и обеспечивают высокую достоверность результатов неразрушающего контроля Данные преобразователи предназначены для использования в автономных приборах, служащих для выборочного контроля толщины покрытия изделий на разных этапах технологического процесса

Реализация и внедрение результатов исследований Результаты проведенных исследований внедрены на АО "Протон" и используются в учебном процессе Академии ФСО России На способ двухпараметрового контроля получен патент Российской Федерации на изобретение

Апробация и публикации результатов работы

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований обсуждены на Международной научной конференции "Приборостроение -2005" (г Мисхор), на Всероссийской научно-технической конференции в Орел-

ГТУ" (2005, г Орел), на XII Всероссийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании" (2007, г. Рязань)

На защиту выносятся следующие положения

1 Способ резонансного вихретокового преобразования, обеспечивающий расширение диапазона контроля толщины немагнитных покрытий ферромагнитной основе за счет автоматической стабилизации амплитуды возбуждающих импульсов тока линейно-изменяющейся частоты и цифрового измерения резонансной частоты, выделяемой по изменению знака разности фаз между возбуждающим и выходным сигналами датчика,

2 Схемотехническая модель процесса допускового контроля толщины покрытия по малым изменениям фазы выходного сигнала вихретокового преобразователя, включенного в систему взаимосвязанных резонансных контуров, возбуждаемых импульсами с линейно-изменяющейся частотой,

3 Структурные схемы и алгоритмы функционирования приборов, служащих для допускового контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, в которых за счет применения двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала и автоматической коррекции погрешностей преобразования ослаблено влияние зазора на результаты контроля

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений, содержание которых изложено на 150 страницах, содержит 32 рисунка и список использованных источников из 104 наименований

Содержание работы

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи, показаны направления исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе проведен аналитический обзор способов неразрушающего контроля толщины покрытий различными методами, по результатам которого в работе основное внимание уделено вопросам совершенствования вихретоково-

го метода двухпараметрового контроля и улучшению параметров аппаратуры допускового контроля толщины покрытий на его основе

При контроле параметров изделий методом вихревых токов используют зависимости амплитуды, фазы, переходных характеристик и спектра токов, возбуждаемых в исследуемом изделии, от его формы и размеров, физико-механических свойств, расстояния до измерительного преобразователя, частоты и формы возбуждающего сигнала

Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики вихретокового преобразователя увеличиваются с ростом частоты /в возбуждающего сигнала, причем фазовый сдвиг (р между выходным и возбуждающим сигналами практически возрастает до 90° в диапазоне высоких частот

В большинстве приборов контроля вихретоковый преобразователь возбуждается высокочастотным источником переменного тока /в, имеющим большое внутреннее сопротивление При этом на выходе преобразователя формируется приращение напряжения АС/, которое зависит от суммы вносимых активного /?вн и индуктивного ХцП =J(¡lLm сопротивлений

Ди= 1вгт = (Лвн + ;«1ВН)/В = Аим е]<р Для ослабления влияния на результаты контроля собственной индуктивности Ь и сопротивления Я обмотки вихретокового преобразователя используют разностный способ измерения, точность которого ограничивается кратковременной относительной нестабильностью амплитуды Д/в/ /в и фазы Дсрв возбуждающего тока /в Кроме того, при вычитании близких амплитудных значений напряжений Сш ~ иМ2» Д£/м относительная погрешность измерения амплитуды выходного сигнала преобразователя увеличивается в (Уш/ДС/м »1 раз по сравнению с относительной флуктуацией возбуждающего тока Д/в//в Для повышения чувствительности и уменьшения возбуждающего тока параллельно вихретоковому преобразователю подключают конденсатор и получают параллельный резонансный ХС-контур, при большой добротности которого обеспечивается высокая крутизна фазочастотной характеристики

Независимо от условий работы преобразователя в параметрическом или в резонансном режимах, амплитуда и фаза приращения его выходного напряжения АС/ при постоянной амплитуде и частоте возбуждающего тока /в зависят только от формы и физико-механических свойств контролируемого изделия

На приращение выходного сигнала AU практически влияют геометрические размеры и конструкция преобразователя, а также его положение относительно контролируемого изделия, от которые существенно зависят вносимые индуктивное Хт и активное RBн сопротивления и, соответственно, чувствительность и ширина диапазона контроля вихретокового датчика Лвн =/i (a, ¡u, D, S, АО, Двн =/2 (а, и, Д S, Ы) Для формализации учета основных свойств материала изделия его электропроводности о и магнитной проницаемости ц, частоты возбуждающего сигнала Юв и диаметра D3 эквивалентного контура преобразователя применяют обобщенный параметр ¡3, характеризующий чувствительность вихретокового датчика к различным контролируемым величинам С учетом данных составляющих обобщенные параметры немагнитных и ферромагнитных материалов принято представлять в следующем виде

Р = £>э^/а>в0цо, Р = ОЭЛ/(йвоц0/ц Влияние электропроводности а и частоты шв возбуждающего сигнала на обобщенный параметр одинаково, и с их ростом значение р увеличивается

Условная глубина проникновения вихревых токов Н зависит от этих параметров и характеризуется зависимостью вида # = С ростом частоты сов = 2л/в и электропроводности а изделия значение N уменьшается, что снижает величину вносимых эквивалентных сопротивлений RBн, А'£Вн

Отличия в характере зависимости выходного сигнала вихретокового преобразователя от свойств контролируемого материала и размеров изделия позволяют уменьшить влияние зазора между датчиком и контролируемой поверхностью на результаты измерений электропроводности При этом можно раздельно контролировать одним и тем же преобразователем несколько параметров -электропроводность, диаметр изделия или величину зазора, используя для этой цели сигналы возбуждения разной частоты При увеличении зазора между преобразователем и изделием изменяется только амплитуда выходного сигнала, а его фаза ф при больших значениях обобщенного параметра |3 —» со остается практически постоянной В свою очередь, фаза ф выходного сигнала вихретокового преобразователя в существенной мере зависит от изменения электропроводности Да изделия, поэтому при одновременном выполнении двух условий Р -» оо, а = const по значениям фазы ф можно достоверно судить о толщине немагнитного покрытия

Высокоточное измерение фазы позволяет исключить влияние изменения зазоров и геометрических размеров изделия на результаты контроля электропроводности или толщины покрытия Измеряя амплитуду и фазу выходного сигнала преобразователя можно контролировать как электропроводность, так и геометрические размеры изделия

Типовые рекомендации по выбору обобщенного параметра |3 = 4 8 вих-ретоковых преобразователей связаны с тем, что при возрастании Р снижается чувствительность преобразователей к изменению свойств материала Поэтому для улучшения характеристик приборов, применяемых для контроля толщины покрытия, нужно в первую очередь уменьшать инструментальные погрешности измерения амплитуды и фазы высокочастотных сигналов малого уровня

Технологические особенности первого объекта контроля (движущийся стальной провод разного диаметра) не позволяют решить поставленную задачу контроля толщины немагнитного покрытия в реальном масштабе времени с помощью типовых или известных методов При этом накладываются довольно жесткие требования к конструкции вихретоковых преобразователей и к приборам допускового контроля, реализующим такую задачу

Для контроля толщины тонкопленочных покрытий микроэлектронных деталей и конструкционных материалов в условиях автоматизированного производства электронной и радиотехнической продукции также требуется усовершенствовать способ измерения, чтобы обеспечить повышение чувствительности вихретоковых датчиков и разрешающую способность контролирующей аппаратуры При создании устройств, предназначенных для неразрушающего технологического контроля качества защитного покрытия малогабаритных деталей, необходимо предусматривать автоматическую отстройку от мешающих факторов, связанных с изменением температуры и вариацией расстояния между рабочей поверхностью измерительных преобразователей и поверхностью контролируемых деталей

Задачи, решаемые в данной работе, связаны с необходимостью создания высокочувствительной аппаратуры для технологического контроля толщины немагнитных покрытий в широком диапазоне, реализуемой посредством переключения или плавного изменения частоты возбуждающего сигнала с применением автоматической цифровой или цифроаналоговой аддитивной коррекции результатов измерений

Общим требованием к такой аппаратуре является необходимость выполнения неразрушающего контроля толщины различных металлопокрытий, основой которых является ферромагнитный материал

Проведенный анализ показал, что существующие способы неразрушающего контроля не позволяют решить задачу высокоточного измерения толщины покрытия, в связи с чем необходимо усовершенствовать метод вихретокового контроля и оптимизировать параметры контролирующей аппаратуры посредством проведения теоретических и экспериментальных исследований

Во второй главе разработана математическая модель процесса резонансного контроля при малых изменениях фазы сигнала с учетом влияния шумовых составляющих

Описание процесса измерения системой дифференциальных уравнений с переменными параметрами позволяет представить его модель в виде параллельного колебательного контура с резонансной частотой шР, зависящей от свойств материала Решением дифференциального уравнения являются параметры эквивалентного контура, соответствующие качественным характеристикам объекта контроля при заданном значении обобщенного параметра р

При стабилизации амплитуды выходного сигнала вихретокового преобразователя толщина покрытия определяется изменением фазы сигнала, снимаемого с преобразователя, поэтому для повышения достоверности контроля необходимо, в первую очередь, уменьшать погрешность измерения фазы

В общем случае объект резонансного контроля может иметь многослойную структуру, с учетом которой его эквивалентная схема может быть представлена системой ¿С-контуров, параметры Ки Ь\, С\, Яъ Ьъ Сг которых зависят от проводимости, толщины и потерь в каждом слое изделия (рис 1)

ЙД Ц /?! 12 К2 ¿3 Дз

Рисунок 1 - Эквивалентная схема изделия с трехслойным покрытием

Для контроля отдельных параметров такого объекта нужно формировать несколько частот возбуждающего сигнала в зависимости от числа слоев При

двухслойной структуре материала достаточно сформировать два возбуждающих токовых сигнала разной частоты Ивь (Ор2 с одинаковой амплитудой /в

Л(0 = 7В cos(<BBif + Ф1) . /2(0 = /В cos(coB2^ + Ф2)

Выделением разностных значений выходного сигнала эквивалентной схемы преобразователя и возбуждающего тока можно косвенным способом определить толщину немагнитного покрытия на ферромагнитной основе

Введение вихретокового преобразователя в состав высокодобротного LC-контура позволяет значительно уменьшить дисперсию фазы и повысить точность измерения толщины покрытия и достоверность результатов контроля

Радикальным способом, позволяющим уменьшить влияние мешающих факторов, является одновременная подача возбуждающего сигнала на образцовую и исследуемую детали одинаковой формы с вычитанием их амплитудно-фазовых параметров в реальном масштабе времени

При анализе свойств двух вихретоковых преобразователей, работающих в системе взаимосвязанных контуров, проведено схемотехническое моделирование устройств по программе Electronics Workbench (EfVB) при различном сочетании и варьировании контролируемых Л1С-параметров (рисунок 2)

Для повышения точности измерения фазы предложено использовать косвенный способ - при возбуждении преобразователя импульсами изменяющейся во времени частоты /в = F(t) выделять моменты изменения знака фазы ±фд, при появлении которых измерять резонансную частоту /¡> контура Такой алгоритм преобразования позволяет повысить точность за счет высокой помехоустойчивости цифрового измерения частоты при установке длительности цикла измерения кратным периоду помехи промышленной частоты 50 Гц

Рисунок 2 - Моделируемая схема (а) и ее частотные характеристики (б)

Для определения динамических характеристик вихретоковых преобразователей проведен анализ зависимости ширины диапазона контроля от времени установления колебаний Установлено, что при полосе пропускания Д/эф < 1/57" резонансного преобразователя реализуется предельная помехоустойчивость системы, а при Д/эФ < 1/2 Г результат ухудшается не более чем на 10%

В третьей главе разработаны и исследованы способы вихретокового контроля толщины покрытий и структурные схемы резонансных приборов контроля

С целью расширения диапазона измерения и одновременного повышения чувствительности контроля толщины немагнитных покрытий предложен новый способ, согласно которому вихретоковый преобразователь включают в параллельный LC-контур Частоту резонанса /Р контура устанавливают в середине рабочего диапазона контроля регулировкой конденсатора переменной емкости В процессе контроля на LC-контур подают импульсы возбуждающего тока /в, а амплитуду выходного сигнала преобразователя С/м сравнивают с пороговым уровнем напряжения í/nор Затем усиливают сигнал разбаланса A ¡7 = Um - Uno? в Ки » 1 раз, после чего этим усиленным сигналом разбаланса Up = Д UKV регулируют амплитуду импульсов возбуждающего тока /в

Для расчета толщины немагнитного покрытия используются два параметра, измеряемых цифровым способом - амплитудный и частотный, а вычисление толщины покрытия h выполняется микропроцессором по формуле

h = ln{KxUv) + K2! fB, где К] и Кг~ коэффициенты пропорциональности, определяемые экспериментальным путем для конкретных значений электрической проводимости покрытия и ферромагнитной основы контролируемого образца изделия

Новизна предложенного способа обеспечивается за счет развертки частоты импульсов возбуждающего тока с изменением скорости и направления развертки в двух тактах преобразования, а также применением в качестве второго информативного параметра частоты (а не фазы) резонансных колебаний. Способ реализуется сравнительно простым устройством (рисунок 3) При контроле импульсы от управляемого генератора УГИ через преобразователь напряжения в ток ПНТ подаются на контур, содержащий конденсатор С и вихретоковый преобразователь с индуктивностью L Амплитуда сигнала Um выделяется амплитудным детектором АД, а фаза сигнала - формирователем импульсов ФИ и D-триггером, выполняющим функцию фазового компаратора

Рисунок 3 - Структурная схема прибора двухпараметрового контроля

Для регулирования амплитуды импульсов возбуждающего тока /в выход детектора АД через дифференциальный усилитель ДУ соединен с управляющим входом преобразователя ПНТ На второй вход усилителя ДУ подается пороговое напряжение Vпор от источника опорного напряжения ИОН При этом на выходе усилителя ДУ получается напряжение разбаланса 11Р = АПКц, которое измеряется цифровым способом в блоке обработки данных БОД

Блок обработки БОД управляет аналоговым коммутатором АК, который служит для изменения скорости и направления развертки частоты импульсов в разных тактах преобразования Коммутатор АК подключает выходы источника опорных напряжений ИОН к входу интегратора ИНТ, постоянная времени которого также переключается командами, поступающими от блока обработки данных БОД Блок обработки также выполняет цифровое измерение частоты импульсов /в Результаты контроля выводятся на цифровой индикатор ЦИ

При допусковом контроле толщины покрытия амплитудный детектор подключается к выходу рабочего преобразователя, а формирователь импульсов в цепи выделения фазы сигнала - к образцовому вихретоковому преобразователю Такое разделение цепей позволяет сочетать высокую фазовую чувствительность с равномерностью амплитудно-частотной характеристики в рабочем диапазоне контроля толщины покрытия В процессе контроля изменяется направление развертки частоты импульсов при каждом изменении знака разности фаз между возбуждающим и выходным сигналами вихретокового преобразователя

С целью снижения влияния зазора между вихретоковым датчиком и контролируемым изделием предложен модернизированный способ двухчастотного контроля толщины покрытий двумя вихретоковыми преобразователями с автоматической подстройкой частоты и амплитуды возбуждающего сигнала При этом на обмотку первого преобразователя подается высокочастотный сигнал, а второй преобразователь возбуждается низкочастотным сигналом По амплитуде высокочастотного выходного сигнала первого преобразователя регулируется амплитуда возбуждающего сигнала, а по его частоте подстраивается частота генератора низкочастотных импульсов

При использовании такого двухчастотного способа обеспечивается стабилизация обобщенного параметра /? = R^-Jbfop^S, поэтому при постоянном радиусе Яэ эквивалентного витка обмотки вихретокового преобразователя достигается высокая точность измерения толщины немагнитного покрытия

Для уменьшения инструментальной погрешности измерения фазы Дф используется аддитивная коррекция - в первом такте преобразования измеряется разность фаз между возбуждающим С/в и выходным С/Вых сигналами вихретокового преобразователя ф! = фВ1 - фвьш + Дф1 с фазовой погрешностью Дф1, а во втором такте переключают измерительные каналы и измеряют разность фаз —Ф2 = - Фвыхг - фвг + Лф2 с фазовой погрешностью Дф2 Затем получают результат измерения по разности этих измерений без фазовой погрешности

ф = ф, - (-ф2)= ФВ1 - фвых! + Лф1 - фвьш + ФВ2- Аф2 ~ 2(фВ1 - Фвьш) В четвертой главе представлены результаты практических исследований по расширению диапазона измерения и повышению чувствительности приборов контроля с развертывающим частотным преобразованием

Проведены исследования характеристик вихретоковых преобразователей двух видов - преобразователя проходного типа в форме прямоугольного соленоида и преобразователя щелевого типа с ¿/-образной обмоткой

При проведении экспериментальных исследований преобразователи подключались к цепи обратной связи высокочастотного генератора импульсов, собранного на быстродействующих логических элементах Для измерения резонансной частоты /Р применялся цифровой частотомер При разработке принципиальных схем высокочастотных генераторов использована программа схемотехнического моделирования Electronics Workbench (EWB), позволяющая автоматизировать расчет электронных устройств, упростить процедуру расчета и

уделять основное внимание изучению физических и динамических процессов, протекающих в электрических схемах приборов контроля

В результате проведенных исследований установлено, что при любой конструкции датчика наблюдается наличие краевого эффекта - при отклонении контролируемой детали от центра индуктивность вихретокового преобразователя изменяется по экспоненциальному закону (рисунок 4) Уменьшение размеров вихретоковых датчиков сужает плоский участок на характеристике преобразования А/р = Д/г), а увеличение их габаритных размеров приводит к снижению чувствительности при контроле толщины миниатюрных деталей /р

0,1 о

-0,1

, .01

-0,2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Г

Рисунок 4 - Зависимость отклонения частоты Д/р от смещения А/

детали относительно центра датчика с радиусом обмотки г

1

J Р = 5 / Mi ц

МГц

Jp = 2о'мГц /Р=10

Исследованные при моделировании схемотехнические решения использованы при разработке малогабаритного устройства допускового контроля с автономным питанием, к выходу которого подключается обычный цифровой мультиметр ОТ-830В для индикации результатов измерений (рисунок 5)

Г — А-

, KÜ ; '---1

/р,

вп ФИ1 с Г I

г* D н

гоч

/о

ФИ2

На вход Ф ) мульти-£/пит Rj метра

Рисунок 5 — Функциональная схема автономного блока контроля

Переносной блок контроля с автономным питанием применен для исследования зависимости разностной частоты Afp от толщины никелированного {Ni), серебряного (Ag) и золотого (Аи) покрытий выводов полупроводниковых

приборов (светодиодов, полевых транзисторов и тиристоров), выпускаемых предприятием "Протон" Измерения проводились при установке начальной частоты /Р = 7,8 МГц После статистической обработки результатов получены функции преобразования прибора, показанные на графиках рисунка 6

Рисунок 6 - Зависимость отклонения частоты от толщины покрытия к Основные результаты и выводы

В диссертационной работе получены следующие основные результаты

1 Предложен новый способ двухтактного режима измерения толщины покрытия с изменением скорости и направления развертки частоты возбуждающего сигнала и алгоритм его реализации, позволяющий уменьшить инструментальную погрешность за счет автоматической стабилизации амплитуды выходного сигнала вихретокового преобразователя и измерения резонансной частоты при нулевой фазе между возбуждающим и выходным сигналами

2 Разработана и исследована математическая модель процесса измерения толщины покрытия, позволяющая реализовать алгоритмы обработки цифровых данных в двухчастотных приборах неразрушающего контроля с минимизацией погрешности преобразования от влияния стационарной помехи

3 Установлена перспективность применения при допусковом контроле толщины покрытия двухконтурной схемы включения эталонного и рабочего преобразователей, позволяющей значительно снизить требования к быстродействию фазовых компараторов при высокой частоте возбуждающего сигнала

4 Доказана возможность повышения фазовой чувствительности в приборах допускового контроля толщины покрытия за счет включения вихретоковых преобразователей во взаимосвязанные резонансные контуры, возбуждаемые общим импульсным сигналом, и применения следящего режима автоматической подстройки частоты и амплитуды импульсов возбуждающего тока

5 Предложены и исследованы структурные схемы приборов двухпара-метрового контроля толщины покрытия с различными видами автоматической коррекции и регулировки частоты возбуждающего сигнала, обеспечивающие высокую точность и помехоустойчивость измерения фазовых параметров

6 Исследовано влияние частоты возбуждающего сигнала и неравномерности электромагнитного поля в рабочей зоне на чувствительность и нелинейность вихретоковых преобразователей, результаты которого учтены при разработке конструкций датчиков, используемых для контроля толщины покрытия малогабаритных полупроводниковых приборов

Список опубликованных работ

1 Богданов, Н. Г. Контроль толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе [Текст] / Н Г Богданов, С Н Плотников, С Н Щекотихин // Заводская лаборатория Диагностика материалов — 2007 - № 12 - С 30-33 {Журнал из перечня гаданий, рекомендованных ВАК)

2 Патент №2305280 Российская Федерация, МПК в 01 N27/90 Двухпа-раметровый способ контроля изделий [Текст] / Н Г Богданов, Б Р Иванов, С Н Щекотихин - Опубл 27 08 07, Бюл № 24

3 Богданов, Н. Г. Использование виброчастотного метода контроля для систем охраны специальных объектов [Текст] / Н Г Богданов, С Н Савельев, С Н Щекотихин //Сборник научных трудов Краснодарского военного института Том 1 - Краснодар, 2005 - С 83-84

4 Щекотихин, С. Н Технические системы охраны на основе использования виброчастотных датчиков [Текст] / С Н Щекотихин // Сборник научных трудов Академии - Орел, 2004 С 157-163

5 Богданов, Н. Г Мониторинг окружающей среды на основе цифровой обработки информации телеметрических систем [Текст] / Н Г Богданов, С Н Щекотихин // Сборник тезисов 6-ой Международной конференции и выставки "Цифровая обработка сигналов и ее применение" - М 2004 - С 79-80

6 Богданов, Н. Г Автоматизированная система контроля информационной безопасности охраняемых объектов [Текст] / Н Г Богданов, С Н Савельев, С Н Щекотихин // Межвузовский сборник научных трудов, № 5 - Краснодар, 2004 -С 83-84

7 Щекотихин, С. Н Многоканальная система мониторинга охраняемых объектов [Текст] / С Н Щекотихин // Межведомственной конференции "Информатизация и информационная безопасность правовых органов" - М МВД, 2004 - С 460-462

8 Савельев, С. Н Прибор для автоматического контроля параметров затухающих колебаний [Текст] / С Н Савельев, С Н Щекотихин // Сб докладов международной конференции "Приборостроение - 2004". Том 1. - Кориез, 2004 -С 132-134

9 Богданов, Н. Г. Системы охраны объектов на основе виброчастотного метода [Текст] / Н Г Богданов, С Н Плотников, С Н Щекотихин // Сб докладов научно-технической конференции в 16 ЦНИИ. - М Мытищи, 2004 - С 86-89

10 Богданов, Н. Г. Способ контроля толщины немагнитных покрытий [Текст] / Н Г Богданов, С Н Щекотихин // Сб докладов международной конференции "Приборостроение 2005" - Мисхор, 12 - 17 сентября 2005 г - С 187 -188

11 Богданов, Н. Г Особенности вихретокового контроля толщины немагнитных покрытий [Текст] / Н Г Богданов, Б Р Иванов, С Н Щекотихин // ВестникОрелГТУ.-Орел,2005 -С 64-67

12 Богданов, Н. Г Резонансно-избирательный контроль информационной безопасности охраняемых объектов [Текст] / Н Г Богданов, С Н Плотников, С Н Щекотихин // Межвузовский сборник научных трудов Краснодарского ВВУ №6 "Проблемы комплексного обеспечения защиты информации и совершенствования образовательных технологий подготовки специалистов в области информационной безопасности" - Краснодар, 2006 -С 136-138

13 Щекотихин, С. Н Модель вихретокового преобразователя для контроля толщины немагнитных металлических покрытий [Текст] / С Н Щекотихин // Тезисы докладов XII Всероссийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании" - Рязань, 2006 - С 89-90

Щекотихин Сергей Николаевич

Метод и средства допускового контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе

05 11 13 - приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 13 03 08 г Формат 60x84/16. Печать офсетная Уел печ л 1,0 Тираж 80экз Заказ №169

Отпечатано в типографии Академии ФСО России 302034, г Орел, ул Приборостроительная, 35

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор методов контроля толщины немагнитных покрытий.

1.1. Сравнительный обзор методов контроля толщины покрытий.

1.2. Особенности неразрушающего контроля методом вихревых токов.

1.3. Специфика объектов вихретокового контроля.

1.4. Сравнительный анализ частотных способов отстройки от влияния мешающих факторов.

1.5. Особенности применения аддитивной коррекции погрешностей в аппаратуре вихретокового контроля.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Разработка математических моделей процесса контроля толщины покрытия.

2.1. Математическая модель процесса измерения толщины немагнитных покрытий.

2.2. Модель процесса контроля фазовых характеристик при допусковом контроле толщины покрытия.

2.3. Разработка алгоритмов оценки фазовых параметров при развертке частоты возбуждающего сигнала.

2.4. Оценка возможности применения двухчастотного способа контроля толщины покрытий в резонансном режиме.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Разработка резонансных способов вихретокового контроля толщины покрытий.

3.1. Двухпараметровый способ контроля толщины покрытия с разверткой частоты возбуждающего сигнала.

3.2. Двухпараметровый контроль толщины покрытия со следящей разверткой частоты возбуждающего сигнала.

3.3. Двухчастотный контроль толщины покрытия с автоподстройкой частоты возбуждающего сигнала.

3.4. Высокочастотные приборы контроля толщины покрытия с аддитивной коррекцией фазовой погрешности.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Разработка и исследование характеристик приборов контроля толщины покрытия.

4.1. Разработка функциональных узлов экспериментальной установки для допускового контроля толщины покрытия.

4.2. Разработка высокочастотного блока прибора допускового контроля толщины покрытий малогабаритных деталей.

4.3. Особенности реализации двухпараметрового устройства резонансного контроля толщины немагнитных покрытий.

4.4. Многоканальное устройство контроля толщины покрытия с развертывающим частотным преобразованием.

Выводы по четвертой главе.

Актуальность темы. Современная тенденция развития промышленного производства характеризуется повышением требований к качеству выпускаемой продукции, выполнение которых позволяет обеспечить ее высокую конкурентоспособность по сравнению с зарубежными образцами аналогичного назначения. Особая роль в этом плане отводится контролю толщины немагнитных покрытий, применяемых как для защиты изделий от коррозии, так и для получения надежных соединений электрических контактов в различном электротехническом и электронном оборудовании (намоточных проводах, электромагнитных реле, разъемах, штекерах и т. п.).

Необходимость контроля, проводимого для повышения качества толщины немагнитных покрытий, обусловлена тремя основными причинами:

- расширением номенклатуры промышленных изделий и товаров народного потребления с антикоррозийным покрытием, применяемым для увеличения износостойкости деталей и в декоративных целях;

- введением 100%-го контроля качества изделий в процессах автоматизированного производства конкурентоспособной продукции;

- повышением стоимости цветных металлов, используемых для немагнитных покрытий, что приводит к необходимости минимизации производственных затрат и совершенствования технологических процессов нанесения покрытий с неразрушающим контролем их толщины.

В настоящее время для неразрушающего контроля толщины покрытий различных материалов применяются, в основном, вихретоковые методы, позволяющие измерять толщину покрытий в диапазоне от 1 до 500 мкм с помощью накладных или проходных датчиков. Принцип действия большинства вихретоковых приборов контроля основан на измерении амплитудных и фазовых характеристик высокочастотных сигналов, снимаемых с датчиков пли с первичных измерительных преобразователей. При этом значения измеряемых параметров зависят от электропроводности, магнитной проницаемости, геометрических размеров и формы изделий, а также от технологического зазора между первичным преобразователем и контролируемой поверхностью. Результаты вихретокового контроля определяются совокупным влиянием перечисленных факторов, что существенно снижает их достоверность.

Вследствие этого для повышения точности косвенных измерений отдельных параметров необходимо применять дополнительные меры по нейтрализации или компенсации целого ряда мешающих факторов.

Для уменьшения влияния дестабилизирующих факторов, влияющих на достоверность допускового контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе, применяют дифференциальный метод. Данный метод реализуется несколькими способами, отличающимися друг от друга разными видами модуляции параметров и операциями обработки измеряемых величин. Наиболее перспективным является способ двухчастотного контроля, согласно которому формируют два возбуждающих сигнала - высокочастотный и низкочастотный, и последовательно во времени подают их на вих-ретоковый преобразователь. По уровню высокочастотного сигнала на выходе преобразователя определяют электрическую проводимость верхнего слоя покрытия, а с помощью низкочастотного сигнала выполняют измерение общей электропроводности покрытия. По результатам обработки амплитудно-фазовых характеристик сигналов на двух частотах судят о толщине контролируемого немагнитного покрытия.

Двухчастотные вихретоковые толщиномеры с разными диапазонами контроля толщины покрытий характеризуются относительной погрешностью порядка ± (1.10)%, которая возрастает при уменьшении толщины немагнитных покрытий до единиц микрометров. С целью расширения функциональных возможностей такие приборы снабжают различными вихретоковы-ми преобразователями накладного и проходного типа, которые изготавливают с учетом геометрических размеров контролируемых изделий.

Повышение достоверности результатов контроля и расширение диапазона измерений двухчастотных приборов практически ограничивается как методическими, так и инструментальными погрешностями. При возбуждении вихретоковых преобразователей сигналами разной частоты резко изменяется амплитуда выходных колебаний датчика из-за влияния эквивалентной индуктивности обмотки преобразователя и вихретоковых потерь в изделии. Однако наибольший вклад в ограничение достоверности результатов вихре-токового контроля вносит инструментальная составляющая погрешности, связанная с практическими трудностями измерения амплитуды и фазы высокочастотных сигналов малого уровня, особенно в производственных условиях.

Повышение качества выпускаемой продукции с защитным покрытием невозможно без дальнейшего совершенствования аппаратуры контроля и улучшения характеристик вихретоковых толщиномеров. Этим обстоятельством характеризуется актуальность темы исследований.

Целью диссертационной работы является расширение диапазона измерения и повышение чувствительности приборов контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе.

К основным задачам исследований относятся: теоретическое исследование резонансного метода вихретокового контроля с разверткой частоты импульсов тока, подаваемых на вихретоковые преобразователи, и вычислением информативных параметров по амплитуде и фазе колебаний; разработка и исследование двухпараметрового способа резонансного контроля с разверткой частоты возбуждающего сигнала и стабилизацией амплитуды колебаний на выходе вихретокового преобразователя для уменьшения влияния зазора на достоверность результатов контроля; оценка возможностей применения аддитивной и мультипликативной коррекции погрешностей измерений для повышения чувствительности и улучшения качества приборов, применяемых для допускового контроля толщины немагнитных покрытий; разработка структурных схем и анализ методических погрешностей приборов контроля с резонансным частотным преобразованием.

Методы и средства исследований. При решении диссертационных задач использовались методы общей теории систем, теория автоматического управления, методы математического и схемотехнического моделирования на ПЭВМ, теория погрешностей измерений, теория функций комплексного переменного, а также методы аппроксимации характеристик нелинейных элементов и спектральный анализ электрических сигналов.

Научная новизна работы заключается в следующем: усовершенствован вихретоковый метод контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе, основанный на применении резонансного режима работы первичных преобразователей с изменением крутизны и направления развертки возбуждающего сигнала в двухтактном режиме работы, обеспечивающий расширение диапазона измерения и повышение чувствительности приборов контроля толщины немагнитных покрытий; разработаны способ и алгоритмы двухпараметрового контроля толщины немагнитных покрытий, основанные на цифровом измерении амплитуды и резонансной частоты колебаний в моменты изменения знака разности фаз между возбуждающим и выходным сигналами вихретокового преобразователя, защищенные патентом РФ на изобретение; разработаны структуры и алгоритмы работы и приборов допускового контроля толщины немагнитных покрытий с автоматической компенсацией влияния зазора между датчиками и контролируемыми объектами.

Практическая г^енностъ работы заключается в том, что на основе проведенных исследований разработаны и внедрены цифровой прибор и установка автоматического контроля толщины немагнитного покрытия в технологическом цикле производства электронной продукции. Разработаны и экспериментально исследованы высокостабильные резонансные вихретоковые преобразователи с минимальным энергопотреблением, которые обеспечивают высокую достоверность результатов неразрушающего контроля.

Результаты проведенных исследований внедрены на ПК "Оптрон" ОАО "Протон" и используются в учебном процессе Академии ФСО России.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований обсуждены на Международной научной конференции "Приборостроение - 2005" (12 - 17.09.2005, г. Мисхор), на Всероссийской научно-технической конференции в ОрёлГТУ" (24.11 - 26.11.2005, г. Орел), на XII Всеросийской научно-технической конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании" (18.04. - 20.04.2007, г. Рязань).

По материалам диссертационных исследований опубликовано 13 работ, в том числе статья в журнале "Заводская лаборатория", и получен патент на изобретение №2305280 от 27.08.2007 "Двухпараметровый способ контроля изделий".

Основные положения, выносимые на защиту:

- способ резонансного вихретокового преобразования, обеспечивающий расширение диапазона контроля толщины немагнитных покрытий ферромагнитной основе за счет автоматической стабилизации амплитуды возбуждающих импульсов тока линейно-изменяющейся частоты и цифрового измерения резонансной частоты, выделяемой по изменению знака разности фаз между возбуждающим и выходным сигналами датчика:

- схемотехническая модель процесса допускового контроля толщины покрытия по малым изменениям фазы выходного сигнала вихретокового преобразователя, включенного в систему взаимосвязанных резонансных контуров, возбуждаемых импульсами с линейно-изменяющейся частотой;

- структурные схемы и алгоритмы функционирования приборов, служащих для допускового контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании, в которых за счет применения двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала и автоматической коррекции погрешностей преобразования ослаблено влияние зазора на результаты контроля.

Выводы по четвертой главе

1. В результате лабораторных исследований характеристик проходных и накладных вихретоковых датчиков, проведенных на разработанной экспериментальной установке, доказана возможность контроля толщины покрытия на малогабаритных деталях резонансным способом, который реализуется при включении датчиков в состав колебательных ¿С-контуров.

2. Разработаны и исследованы методами схемотехнического и натурного моделирования схемы высокочастотных ¿С-генераторов импульсов на логических элементах, обеспечивающие хорошую стабильность частоты за счет ограничения питающего тока. Применение таких генераторов позволяет снизить аппаратурные затраты и энергопотребление приборов, служащих для выборочного вихретокового контроля толщины немагнитных покрытий.

3. Обоснована перспективность применения дифференциального способа в приборах допускового контроля толщины покрытия малогабаритных деталей, позволяющего в десятки раз повысить относительную чувствительность при относительно низких аппаратурных затратах и энергопотреблении.

4. Исследовано влияние частоты возбуждающего сигнала и неравномерности электромагнитного поля в рабочей зоне на чувствительность и погрешность преобразования вихретоковых преобразователей, результаты которого учтены при разработке конструкций датчиков, используемых для контроля толщины покрытия малогабаритных полупроводниковых приборов.

5. Проведено исследование характеристик прибора двухпараметрового контроля толщины покрытий с кодированием амплитудно-частотных параметров сигналов преобразователей, обеспечивающего требуемую точность измерений за счет цифрового функционального преобразования в ППЗУ.

6. Показана перспективность применения двухтактной развертки частоты возбуждающих импульсов в многоканальных устройствах контроля толщины покрытия с резонансным преобразованием, которые характеризуются универсальностью применения при простоте технической реализации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований установлено следующее.

1. Доказана перспективность применения резонансного преобразования для повышения чувствительности аппаратуры вихретокового контроля толщины немагнитных покрытий с применением аддитивной коррекции результатов измерений, реализуемой посредством переключения каналов преобразования или линейного изменения частоты возбуждающего сигнала.

2. Предложена математическая модель процесса измерения толщины покрытия, позволяющая реализовать алгоритмы обработки цифровых данных в двухчастотных приборах неразрушающего контроля с минимизацией погрешности преобразования от влияния стационарной помехи.

3. Показана целесообразность применения при допусковом контроле толщины покрытия двухконтурной схемы включения эталонного и рабочего преобразователей, позволяющей заменить измерение фазы ее сравнением с пороговым уровнем и значительно снизить требования к быстродействию фазовых компараторов при высокой частоте возбуждающего сигнала.

4. Предложен новый способ двухтактного режима измерения толщины покрытия с изменением скорости и направления развертки частоты возбуждающего сигнала и алгоритм его реализации, позволяющий уменьшить инструментальную погрешность за счет автоматической стабилизации амплитуды выходного сигнала вихретокового преобразователя и измерения резонансной частоты при нулевой фазе между возбуждающим и выходным сигналами.

5. Исследована структурная схема прибора для допускового контроля толщины покрытия с вихретоковыми преобразователями во взаимосвязанных резонансных контурах, возбуждаемых общим импульсным сигналом, позволяющая повысить фазовую чувствительность и реализовать контроль толщины покрытия в непрерывном режиме работы за счет следящего режима автоматической подстройки частоты возбуждающего сигнала.

6. Установлена возможность ослабления эффекта "сноса" резонансной частоты при возбуждении колебательных контуров линейно изменяющимся импульсным сигналом, которая реализуется при использовании дополнительных делителей частоты в цепях выделения разности фаз сигналов.

7. Разработана схема двухфазного управляемого генератора импульсов, позволяющая .исключить влияние гистерезиса фазовых компараторов на точность измерения фаз высокочастотных сигналов в двухпараметровых вихре-токовых приборах допускового контроля.

8. Предложена и исследована структурная схема прибора двухпарамет-рового контроля толщины покрытия с цифроаналоговой регулировкой частоты возбуждающего сигнала, в которой повышение точности измерения обеспечивается за счет вычисления средней разности фаз за время измерения, кратное периоду помехи промышленной частоты.

9. Установлена перспективность применения способа замещения для аддитивной коррекции погрешностей в высокочастотных приборах вихрето-кового контроля, реализуемая переключением измерительных каналов в двух тактах преобразования с автоматическим вычислением разности полученных результатов, что позволяет снизить требования к быстродействию функциональных узлов при высокой точности преобразования фазовых параметров.

10. Исследовано влияние частоты возбуждающего сигнала и неравномерности электромагнитного поля в рабочей зоне на чувствительность и погрешность преобразования вихретоковых преобразователей, результаты которого учтены при разработке конструкций датчиков, используемых для контроля толщины покрытия малогабаритных полупроводниковых приборов.

11. Сочетание предложенных способов и структурных решений позволяет повысить точность измерения амплитудно-фазовых параметров сигналов в различных приборах, применяемых для технологического и допускового контроля качества покрытий различными вихретоковыми датчиками.

С учетом полученных результатов можно констатировать, что поставленные в диссертационной работе цели и задачи решены.

1. Валитов, А. М. Приборы и методы контроля толщины покрытий / Г. И. Шилов. -М.: Машиностроение, 1970. 120 с.

2. Новицкий, Г. Ю. Неразрушающие магнитные методы измерения толщины покрытий. -М.: Оборонгиз, 1959. 158 с.

3. Левшина, В. С. Электрические измерения физических величин / П. В. Новицкий. Л.: Энергоатомиздат, 1983.-320 с.

4. Клюев, В. В. Неразрушающий контроль и диагностика. М.: Машиностроение, 1995. - 438 с.

5. Измерения в электронике: Справочник. Том 1. / Под ред. Доброхоро-ва В. А. Л.: Энергия, 1965. - 285 с.

6. Новицкий, П. В. Цифровые приборы с частотными датчиками / В. Г. Кнорринг, В. С. Гутников. Л.: Энергия, 1970. - 424 с.

7. Глудкин, О. П. Аналоговая и цифровая электроника. / Ю. Ф. Опад-чий, О. П. Глудкин. М.: Радио и связь, 1996. - 768 с.

8. ГОСТ В25883 83. Эксплуатация и ремонт военной техники. Термины и определения. -М.: Издательство стандартов, 1983. - 19 с.

9. Пфанцагль, И. Теория измерений. М.: Мир, 1976. - 248 с.

10. Краус, М. Измерительные информационные системы / Вошни Э. -М.: Мир, 1975.-312 с.

11. Бурьян, В. И. Основы теории измерений / В. И. Глаголев, В. В. Матвеев. М.: Атомиздат, 1977. - 200 с.

12. Како, Н. Датчики и микро-ЭВМ / Я. Яманэ, Н. Како, Пер. с японского Г. Н. Горбунова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с.

13. Bowler, J. R. Eddy current calculations using half-space Green's functions. / Journal of Applied Physics, 1987. Vol. 6\,p. 833 - 839.

14. Kolyshkin A. A. Method of solution offorward problems in eddy-current testing. / Journal of Applied Physics, 1995. Vol. 77,p. 4903-4912.

15. Илюнина, К. К. Справочник по электронно-измерительным приборам. / К. К. Илюнина. Л.: Энергия, 1973. - 286 с.

16. Бошняк, JT. Л. Измерения при теплотехнических исследованиях. / Л. Л. Бошняк. Л.: Машиностроение, 1974. -447 с.

17. Клюев, В. В. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник. Кн. 1./ Под ред. Клюева В. В. М.: Машиностроение, 1978.-448 е.

18. Bowler, J. R. Theory of eddy current inversion / S. J. Norton, J. R. Bowler// Journal of Applied Phisics, 1993. — Vol. 73, p. 501 —512.

19. Низэ, В. Э. Справочник по средствам автоматики. / Под ред. В. Э. Низэ, И. В. Антика. М.: Энергоатомиздат, 1983 - 504 с.

20. Браславский, Д. А. Точность измерительных устройств. / В. В. Петров, Д. А. Браславский. -М.: Машиностроение, 1986. 312 с.

21. Волчок Л. Я. Методы измерения в двигателях внутреннего сгорания. / Л. Я. Волчок. Л.: Машгиз, 1955. - 272 с.

22. Хайрулин, И. X. Исследование вихретокового датчика для поверхностей сложной геометрии. / И. X. Хайрулин, Ф. Р. Исмагилов // Приборы и системы управления, 1999, № 2. С. 26 - 28.

23. Фремке, А. В. Адаптивные телеизмерительные системы. / А. В. Фремке. Л.: Энергоиздат, 1991. - 248 с.

24. Загорский, Я. Т. Микромощные электронные измерительные устройства. / Я. Т. Загорский, Б. Р. Иванов М.: Энергоатомиздат, 1993. - 320 с.

25. Орнатский, П. П. Теоретические основы информационной измерительной техники. / П. П. Орнатский Киев.: Вища школа, 1986. - 432 с.

26. Смолов В. Б. Функциональные преобразователи информации. / В. Б. Смолов. Л.: Энергоиздат, 1981. — 248 с.

27. Викторов, В. А. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. / В. А. Викторов, Б. В. Лункин, А. С. Совлуков . М.: Наука, 1978.-321 с.

28. А. с. №1078239, МПК G01B 7/06. Двухчастотный толщиномер. / В. В. Коноваленко; опубл. в БИ, 1984, № 9.

29. А. с. №1043481, МПК G01B 7/06. Электромагнитный способ измерения диаметра ферромагнитных изделий. / Н. Н. Зацепин, В. А. Жигалов; опубл. в БИ, 1983, №35.

30. А. с. №1627822, МПК G01B 7/06. Способ вихретокового контроля расстояния до электропроводящего изделия и устройство его осуществления. / JT. Я. Новиков, В. Ф. Бобров; опубл. в БИ, 1991, № 6.

31. А. с. № 1608422, МПК G01B 7/06. Вихретоковый способ двухпара-метрового контроля. / В. Г. Беликов, В. Г. Тимаков; опубл. в БИ, 1990, № 43.

32. А. с. № 1619007, МПК G01B 7/06. Устройство для двухпараметро-вого неразрушающего контроля. / В. Г. Беликов, В. Г. Тимаков ; опубл. в БИ, 1991, № 1.

33. А. с. №1569527, МПК (701В 7/06. Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля электропроводных изделий. / В. Ф. Булгаков, И. И. Толмачев; опубл. в БИ, 1990, № 21.

34. А. с. № 2095758, МПК G01D 5/20. Индуктивный датчик электромагнитного поля. / В. И. Баньков ; опубл. в БИ, 1997, № 31.

35. А. с. № 1226023, МПК G01B 7/06. Электромагнитный толщиномер. / С. Н. Шубаев, В. О. Арбузов, М. И. Щетинин; опубл. в БИ, 1986, № 15.

36. Богданов, Н. Г. Способ контроля толщины немагнитных покрытий / Н. Г. Богданов, С. Н. Щекотихин // Труды международной конференции "Приборостроение-2005", Мисхор, 12-17 сентября 2005 г. С. 187 - 188.

37. Иванов, Б. Р. Особенности вихретокового контроля толщины немагнитных покрытий. / Б. Р. Иванов, Н. Г. Богданов, С. Н. Щекотихин // Вестник ОрёлГТУ, 2005. С. 64 - 67.

38. Шрамков Е. Г. Электрические измерения: Средства и методы измерений. / Под ред. Е. Г. Шрамкова. М.: Высш. школа, 1972. - 520 с.

39. Орнатский, П. П. Автоматические измерения и приборы / П. П. Ор-натский. — Киев: Вища школа, 1979. 440 с.

40. Сосулин, Ю. Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов / Ю. Г. Сосулин. М:. Советское радио, 1978. - 189 с.

41. Фомин, А. Ф. Цифровые информационно измерительные системы: теория и практика. / А. Ф. Фомин, О. Н. Новоселов, К. А. Победоносцев, Ю. Н. Чернышев. — М.: Энергоатомиздат, 1996. —445 с.

42. Розанов, Ю. А. Случайные процессы. / Ю. А. Розанов. М.: Наука, 1979.- 183 с.

43. Новоселов, О. Н. Помехоустойчивость передачи сигналов при разностных и дельта-дискретных представлениях. / О. Н. Новоселов, А. Ф. Фомин // Радиотехника, 1987, № 7. С. 56 - 60.

44. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. / С. И. Баскаков. -М.: Высш. шк., 1983.-536 с.

45. Новоселов, О. Н. Нелинейные методы фильтрации и демодуляции при негауссовских распределениях сигналов и помех в измерительных системах. / О. Н. Новоселов, А. Ф. Фомин // Измерительная техника, 1991, № 12. -С.4-11.

46. Викторов, В. А. Высокочастотный метод контроля ферромагнитных изделий. / В. А. Викторов, Б. В. Лункин, А. С. Совлуков. М. Наука, 1979. -316 с.

47. Агейкин, Д. И. Датчики контроля и регулирования. / Д. И. Агейкин, Е. Н. Костина, Н. Н. Кузнецова. — М.: Машиностроение, 1975. — 278 с.

48. Чернышов, Ю. Н. Измерительные информационные системы с сетевой архитектурой. / Ю. Н. Чернышов, Ю. В. Тафинцев, А. В. Чернышов // Автоматизация и компьютеризация информационной техники и технологии: Сб. трудов МГУ, 1994, Вып. 269. С. 20 - 25.

49. Кривитский, Б. X. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. / Под ред. Б. X. Кривитского. М.: Энергия, 1977. - 416 с.

50. Шалыгин, А. С. Прикладные методы статистического моделирования / А. С. Шалыгин, Ю. А. Палагин Л.: Машиностроение, 1986. - 216 с.

51. Егоров, Ю. В. Функциональные устройства обработки сигналов. / Под ред. проф. Ю. В. Егорова. М.: Радио и связь, 1997. - 308 с.

52. Фрадин, А. 3. Антенно-фидерные устройства. / А. 3. Фрадин. М.: Связь, 1977.-243 с.

53. Якименко, В. И. Прием двоичных сигналов при негауссовских помехах и флуктуации сопутствующего параметра. / В. И. Якименко, А. Ф. Фомин // Радиотехника, 1988, № 5. С. 65 - 68.

54. Лосев, А. К. Теория линейных электрических цепей / А. К. Лосев — М.: Высш. школа, 1987. 421 с.

55. Гибсон, Дж. Д. Адаптивное представление в системах дифференциального кодирования речи. / Дж. Д. Гибсон // ТИИЭР, 1979, Том 68, № 4. -С. 65-110.

56. Тихонов, В. И. Оптимальный приём сигналов. / В. И. Тихонов. — М.: Советское радио, 1983. 321 с.

57. Карлащук, В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. / В. И. Кар-лащук. М.: Солон-Р, 1999. - 506 с.

58. Mare, J. Reconstruction of a stationary Gaussian process from its sign-cages. /J. Mare//J. Appl. Prod. 1977, Vol. P.38-57.

59. Чабдаров, Ш. M. Полигауссовы представления произвольных помех и прием дискретных сигналов / Ш. М. Чабдаров, А. Т. Трохимов // Радиотехника и электроника, 1985. Том 20, № 4. С. 69 - 74.

60. Котович, Г. Н. Адаптивные алгоритмы низкочастотного ДМ-преобразования. Вопросы радиоэлектроники. / Г. Н. Котович, В. Ф. Ламекин // Техника средств связи. 1990, № 12. С. 43-53.

61. Шелухин, О. И. Два подхода в задачах дискретной фильтрации и ' демодуляции сигналов в негауссовских помехах. / О. И. Шелухин, А. Ф. Фомин // Изв. Вузов, Радиоэлектроника, 1986, № 4. С. 14-18.

62. Венскаускас, К. К. Основные модели негауссовских помех. / К. К. Венскаускас, В. А. Рубель // Радиотехника, 1987, № 5. С. 48 - 49.

63. Валеев, В. Г. Метод амплитудного подавления негауссовских помех. / В. Г. Валеев, В. Б. Гонопольский // Радиотехника и электроника. 1981. № 11.-С. 201 -207.

64. Тихонов, В. И. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный прием сигналов. / В. И. Тихонов, Н. К. Кульман. М.: Советское радио, 1975. -186 с.

65. Новоселов, О. Н. Квазиоптимальная нелинейная фильтрация при воздействии негауссовской помехи с коррелированными значениями / О. Н. Новоселов, А. Ф. Фомин // Измерительная техника, 1994, № 3. С. 23 - 26.

66. Клекис, Э. А. Оптимальная фильтрация в системах со случайной структурой и дискретным временем преобразования. / Э. А. Клекис // Автоматика и телемеханика, 1987, № 11. С. 61 - 69.

67. Nair, S. М. Reconstruction of 3D conductivity variations from eddy current (electromagnetic induction) data / S.M. Nair, J.H. Rose // Inverse Problems, 1990, №6 P. 1007- 1030.

68. Шелухин, О. И. Повышение достоверности измерительной информации при нелинейном оценивании и демодуляции в условиях негауссовских помех. / О. И. Шелухин, А. Ф. Фомин, О. Н. Новоселов // Метрология, 1988, №5.-С. 5-9.

69. Пиотровский, Я. Б. Теория измерения для инженеров. / Я. Б. Пиотровский: Пер.с польск. -М.: Мир, 1989. 282 с.

70. Шелухин, О. И. Радиосистемы ближнего действия. / О. И. Шелухин. -М.: Радио и связь, 1989.-221 с.

71. Бакут, П. А. Теория обнаружения сигналов. / П. С. Акимов, П. А. Бакут и др. //. М.: Радио и связь, 1984. - 261 с.

72. А. с. № 1619007. Кл. (7015 7/06. Устройство для двухпараметрово-го неразрушающего контроля изделий. / Е. Т. Беликов, JI. К. Тимаков; опубл. в БИ№ 1, 1991.

73. А. с. № 16008422. Кл. G01B 7/06. Вихретоковый способ двухпара-метрического контроля изделий. / Е. Т. Беликов, J1. К. Тимаков; опубл. в БИ № 43, 1980.

74. Патент № 2184930, кл. GO IB 7/06. Вихретоковый способ двухпара-метрического контроля изделий. / Н. Г. Богданов, Ю. Н. Отрошенко, В. А. Приходько, А. И. Суздальцев, 2002.

75. Патент №2305280, кл. GO IB 7/06. Двухпараметровый способ контроля изделий. / Н. Г. Богданов, Б. Р. Иванов, С. Н. Щекотихин; приоритет от 27.08.2007.

76. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. / И. С. Гоно-ровский . М.: Сов. радио, 1971. - 672 с.

77. Богданов, Н. Г. Контроль толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе. / Н. Г. Богданов, Б. Р. Иванов, С. Н. Щекотихин // Заводская лаборатория, 2007. Т. 73, № 12. - С. 30 - 33.

78. Арш, Э. И. Автогенераторные измерения. / Э. И. Арш М.: Энергия, 1976.-136 с.

79. Душина, Е. М. Основы метрологии и электрические измерения. / Е. М. Душина JL: Энергоатомиздат, 1987. - 343 с.

80. Герасимова, В. Г. Вихретоковый контроль накладными преобразователями. / В. Г. Герасимова — JL: Энергоатомиздат, 1985. 186 с.

81. Рудакова, В. Н. Вихретоковые методы и приборы неразрушающего контроля. / В. Н. Рудакова, 1992. 72 с.• 83. Соболева, В. С. Накладные и экранные датчики. / В. С. Соболева М.: Энергоатомиздат, 1967. - 144 с.

82. Шило, В. JI. Популярные микросхемы КМОП. Справочник. / В. Л. Шило: М.: Ягуар, 1993. - 63 с.

83. Дякин, В. В. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей. / В. В. Дякин, — М.: Энергоатомиздат, 1981.-135с.

84. Nair, S.M. Electromagnetic induction (eddy-currents) in a conducting half-space in the absence and presence of inhomogeneities: a new formalism / S. M. Nair, J. Я Rose //Journal of Applied Phisics, 1990, vol. 68, № 12, p. 5995 -6009.

85. Касимов, Г. А. Накладной электромагнитный преобразователь над объектом контроля с изменяющимися по глубине электрическими и магнитными свойствами. / Г. А. Касимов, Ю. В. Кулаев // Дефектоскопия, 1978, №6.-С. 81-84.

86. Акулич И. Л. Математическое программирование в примерах и задачах. / И. Л. Акулич. -М.: Энергоатомиздат, 1993. 319 с.

87. Кулаев, Ю. В. Анализ погрешностей вихретоковых накладных преобразователей с изменяющимися по глубине электрическими и магнитными свойствами объекта контроля. / Ю. В. Кулаев, Г. А. Касимов // Дефектоскопия, 1979, №4.-С. 63-68.

88. Варламова, Р. Г. Справочник конструктора РЭА: общие принципы конструирования. / Р. Г. Варламова. -М.: Сов. радио, 1986. 480 с.

89. Самойлович, Г. С. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник. / Г. С. Самойловича. М.: Машиностроение, 1986. - 456 с.

90. Дубовой, Н.Д. Автоматические многофункциональные измерительные преобразователи / Н. Д. Дубовой. М,: Радио и связь, 1989. - 256 с.

91. Патент № 2102730. Вихретоковый способ двухпараметрического контроля изделий. / В. А. Приходько, Н. Г. Богданов, А. И. Суздальцев; приоритет от 3.02.2000.

92. Патент № 2102731. Вихретоковый способ двухпараметрового контроля параметров изделий. / Н. Г. Богданов; приоритет от 23.12.2002.

93. Романов, Г. Н. Цифровые силоизмерительные устройства для контроля натяжения нитевидных материалов. / Г. Н. Романов, А. В. Шевелев, В. В. Ревин, И. Н. Киселев // Измерительная техника, 1989, № 7. С. 35 - 37.

94. Гаврилова, М. П. Справочник по радиоизмерительным приборам. Т. 1. / М. П. Гаврилова. М.: Энергия, 1976. - 624 с.

95. Лейтман, М. Б. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. / М. Б. Лейтман. М.: Энергоиздат, 1986. - 144 с.

96. Сухорукова, В. В. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль. / В. В. Сухорукова. М.: Высш. школа, 1992. - 490 с.

97. Евтушенко, Ю. Г. Методы решения экстремальных задач и их применение в системах оптимизации. / Ю. Г. Евтушенко М.: Энергоатом-издат, 1982.-432 с.

98. Гаврилова, М. П. Справочник по радиоизмерительным приборам. Т. 2. / М. П. Гаврилова. М.: Энергия, 1977. - 546 с.

99. Шматко, О. А. Структура и свойства металлов и сплавов. Справочник. / О. А. Шматко. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 580 с.

100. Новицкий, П. В. Электрические измерения неэлектрических величин. / Н. В. Новицкий. Л.: Энергия, 1975 - 576 с.