7. Физические основы электроемкостного метода нк.

Метод предусматривает: введение ОК или его исследуемого участка в электростатическое поле; определение искомых характеристик материала по вызванной или обратной реакции на источник этого поля; Источник поля – электрический конденсатор первичный электроемкостной преобразователь (ЭЕП). Обратная реакция ЭП проявляется в изменении интегральных параметров, один из которых характеризует емкостные свойства ЭП, а другой – диэлектрические потери это первичные информационные параметры ЭМК.

По назначению ЭЕ методы делят:

1. определение геометрических размеров ОК;

2. определение состава и структуры материала;

3. контроль и надежность.

Особенности применения ЭМК:

- информация, полученная от ОК - многопараметрическая;

- возможность применения бесконтактных измерений в динамическом режиме.

ЭМК позволяет получить информацию усредненную по объему или локализовать поле в определенном участке, а также на определенной глубине.

8. Физические основы электропотенциального и электрического сопротивления методов нк.

Электропотенциальный метод основан регистрации распределения электрического потенциала по поверхности ОК. Используется для дефектоскопии электропроводящих объектов. Распределение потенциала определяется свойствами объекта контроля. Вектор плотности тока:

где удельная электрическая проводимость материала ОК;E – вектор напряженности электрического поля.

Изолинии тока – линии равных значений плотности тока (сплошные). Эквипотенциали – линии равных значений электрического потенциала. Если есть дефект, т.е. трещина искажает изолинию или экзипотенциале. Разность потенциалов зависит от ширины трещины, тока, удельной электрической проводимости . Скин-эффект (от анг. sceen - шкура) проявляется в уменьшении глубины проникновения электромагнитного поля в ОК с повышением .

Толщина скин-слоя: .

Относительная разность напряжений

Глубина трещины:

Если h<a – постоянный ток; если – переменный ток.

2a – расстояние между токовыми электродами; 2- расстояние между потенциальными электродами.

В трехэлектродном два электрода потенциальные и один токовый. Второй токовый – выносной. Ширина трещины на точность измерения не влияет. Длина трещины должна не менее чем в 3 раза превышать глубину. Электропотенциальные приборы позволяют контролировать объекты из любых электропроводящих материалов: стали, чугунов, графитов.

Метод электрического сопротивления основан на регистрации электрического сопротивления участка ОК. Применяют для измерения толщины электропроводящих покрытий на изоляционных основаниях. Метод используется для контроля свойств материалов, структуры.

9. Физические основы электроискрового и термоэлектрического методов нк.

Электроисковой метод основан на регистрации электрического пробоя на участке поверхности ОК. Используется для обнаружения нарушений сплошности диэлектрических защитных покрытий на электропроводящих объектах, а также для обнаружения трещин в диэлектрических объектах.

Напряженность искрового пробоя:

где расстояние между электродами;электрическая прочность диэлектрика, т.е. напряженность электрического поля, при которой возникает пробой. Для воздуха:(при НУ).

Электроискровые микроскопы используются для контроля качества диэлектрических покрытий толщиной мм из полимерных материалов, стекла, эмали, красок, позволяют обслуживать поры, трещины, царапины и другие дефекты, когда иные методы и средства практически не применимы.

Термоэлектрический метод основан на регистрации электродвижущей силы, возникающей при контакте разнородных проводников (один из которых ОК). При контакте разнородных проводников в тонком слое возникает электродвижущая сила, называемая контактной. В цепи, состоящей из разнородных проводников алгебраическая Σ контактных ЭДС=0, если все участки цепи имеют одинаковую температуру. В такой цепи при отсутствии ЭДС другого происхождения нет. Если контакты разнородных проводников имеют различную температуру, то возникает термо-ЭДС. Это явление называется эффект Зеебека.

где коэффициент термо-ЭДС;температура нагретого контакта; температура не нагретого контакта.

Используется для сортировки металлов и сплавов по маркам (химическому составу). При контроле термоэлектрическим методом используют две схемы: абсолютная и дифференциальная. При совпадении химического состава материалов ОК и контрольного образца:

Термоэлектрические приборы можно применять только для контроля металлических объектов, не имеющих изоляционных покрытий.

Рисунок 10– К пояснению термоэлектрического ме­тода измерения

толщи­ны металлических по­крытий

Рисунок 12 – Абсолютная (а) и диф­ференциальная (б)

схемы термоэлектрического контроля