Элекш

РОМД гнишныи микром е m р

ПУЗЕЙ

Металлы подвержены болезням — и внутренним н наружным. Одна из этих болезней — коррозия. Она поражает их снаружи, разъедая их поверхность. Для продления жизни машин и приборов надо защитить их от коррозии. Для этого их часто покрывают защитным слоем лака, краски или другого металла, более стойкого. Стальные, железные, медные, латунные изделия ни* келируют, хромируют, лудят, оцинковывают, серебрят и т. п.

Чтобы быть уверенным в том, что металл надежно предохранен от коррозии, очень важно знать, достаточна ли толщина защитной .пленки и одинакова ли эта толщина в разных местах слоя. Пленка не должна быть к тому же слишком толста. Ценные металлы надо экономить. Кроме того, слишком толстый слой не надежен: толстая пленка легче отслаивается, отпадает, как шелуха. Как же контролировать толщину защитных пленок, не нарушая их целости? Ведь доступна только одна, внешняя сторона пленок. До сих пор приборов для этой цели не было. Впервые эту трудную задачу решили в маг-

Приложив магнитный микрометр к испытываемому изделию, нажатием кнопки (она находится на задней стенке) освобождают гребенку (4). Все дальнейшее легко проследить, так как передняя стенка (6) прозрачна—она сделана из плексигласа. Гребенка под действием пружины (2) приходит в движение, растягивая пружину (3), скрепленную с магнитом (1). Магнит уравновешен грузиком (7), и пружине (3) надо преодолевать только силу магнитного притяжения магнита к изделию. Пока пружина (3) не в силах оторвать магнит, стрелка (8) стоит на месте, удерживаемая защелкой (б), соединенной с магнитом. Когда пружина, растягиваясь, разовьет достаточную силу, происходит отрыв магнита — защелка освобождает стрелку, и она начинает двигаться вместе с гребенкой, фиксируя деление, соответствующее моменту отрыва.

нитной лаборатории физического института Московского государственного университета. Академик ЪССР Н. С. Акулов и его сотрудники сконструировали два прибора, позволяющие мерить толщину любого защитного слоя налю-* бом металле.

Первый прибор — магнитный микрометр системы Н. С. Акулова — меряет толщину пленок на изделиях из ферромагнитных металлов — стальных, железных, чугунных. Принцип его действия прост и изящен. Если мы б>дем

14

подносить магнит к железному или стальному изделию, то между ними возникнет взаимодействие: магнит будет притягиваться к изделию.

Чем ближе магнит к изделию, тем больше сила притяжения, тем большее усилие надо приложить, чтобы отвести магнит от изделия. Основная часть магнитного микрометра Н. С. Акулова—-маленький постоянный магнит. Когда прибор прикладывают к изделию, магнит, притягиваясь к стали или железу, скрытым под защитным слоем, плотно прилегает к их поверхности. Отрыв магнита от изделия производится автоматически, с помощью пружины. Растяжение пружины в момент отрыва автоматически фиксируется стрелкой — указателем. На шкале прибора нанесены деления, прямо показывающие толщину слоя, соответствующего тому или иному растяжению пружины.

Магнитный микрометр может измерять толщину тончайших пленок — всего в несколько микронов (тысячных долей миллиметра).

Другой прибор системы Н. С. Акулова и Н. И. Еремина назван электромагнитным микрометром. Его назначение— измерять толщины покрытий на немагнитных металлах.

Основная часть прибора—железный стержень, на который навиты три обмотки. Средняя обмотка служит для намагничивания стержня. Две крайние обмотки соединены между собой последовательно, а свободные концы их выведены к гальванометру.

Через среднюю обмотку пропускают переменный ток высокой частоты, источником которого служит высокочастотный генератор. Обычно его устанавливают на частоту в 30000 периодов в секунду. Потом мы увидим, для чего нужна- столь высокая частота. Ток, проходя по обмотке, создает переменное магнитное поле, превращая стержень в магнит, полярность которого то и дело меняется. Под действием переменного магнитного поля в двух крайних обмотках находятся электродвижу*

Схема электромагнитного микрометра. Токи Фуко, порожденные в поверхностном слое металла изделия, создают свое магнитное поле (линии его не изображены). Поле токов Фуко действует на крайние обмотки, нарушая равенство электродвижущих сил, находящихся в них, и в их цепи начинает течь ток. Прибор отградуирован так, что деления шкалы прямо соответствуют зазору между концом стержня и металлом — толщине покрытия.

• -„-Тг > ф

идее силы. Так как крайние обмотки имеют одинаковое число витков, но навиты навстречу друг другу, jo эти электродвижущие силы в любой момент равны друг другу, но противоположно направлены. Вследствие этого ток & цепи этих обмоток не возникает, н стрелка гальванометра будет стоять нз нуле. Иное будет, если приблизить наш стержень к металлической поверхности. Магнитное поле стержня доберется до металла, и в нем появятся наведенные этим полем токи, так назые ваемые токи Фуко. Эти токи тоже переменные и имеют ту же частоту, что и у генератора. Токи Фуко создают свое магнитное поле, которое будет складываться с полем, породившим их. На ближнюю обмотку действие магнитного поля токов Фуко будет сильнее, чем на дальнюю. Вследствие этого на* рушится равенство электродвижущих сил в обмотках, в их цепи пойдет ток, и стрелка гальванометра отклонится. Разным расстояниям конца электромагнита от металлической поверхности будут соответствовать разные показания гальванометра.

Однако есть еще одно важное обстоятельство. Глубина слоя, на которой магнитное поле проникает в металл, а следовательно, и толща слоя, который пронизан токами Фуко, зависит от частоты этого магнитного поля.

Чем ниже частота магнитного поля, тем больше его проникающая способность. Для меди, например, глубина проникновения при частоте 50 периодов в секунду — 9,4 миллиметра, а уже при частоте 30 000 периодов в секунду— 0,4 миллиметра.

Если взять для магнитного поля стержня слишком низкую частоту, то магнитное ноле может просто-напросто пронизать насквозь листы, на которых меряют толщину защитной пленки. Токи будут циркулировать по всей толще листа. На силе токов Фуко, а следовательно и на силе их магнитного поля, будет сказываться толщина контролируемых листов. Чтобы этого не получилось, для генератора берут частоту в 30000 периодов в секунду. При такой частоте токи Фуко сосредоточиваются только вблизи самой поверхности. Для прибора в этом случае глубинные слои как бы не существуют. ^

Электромагнитный микрометр, взяв малую частоту, можно приспособить для измерения толщины самих листов, трубок и т. п. Этот прибор может служить и дефектоскопом. Наличие внутри металлов пороков — трещин, раковин—исказит токи Фуко, и это ска жется на показании прибора. Меняя частоту, таким прибором можно прощупать металл на разных глубинах. Прибор можно приспособить для контролирования качества закалки, цементации и т. п. Они меняют электропроводность поверхностных слоев, что также почувствуется прибором.