Brevet FR2336658A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne un procédé pour le calibrage de mesureurs de couches ainagnétiques sur une base ferromagnétique, en acier notamment, et de couches isolantes sur une base conductrice. Les mesureurs de couches amagnétiques sur une base ferromagnétique reposent sur la a) mesure, fonction de l'épaisseur de la couche, de la force d'adhérence d'un aimant permanent sur la couche, b) mesure, fonction de l'épaisseur de la couche, de la répartition du flux magnétique entre un trajet traversant la couche et un second trajet ne la traversant pas; c) mesure de l'influence, par courants de Foucault ou par variation de la réluctance du trajet du flux, de l'approche de la base ferromagnétique sur une sonde & courant alternatif, c'est- & dire d'un groupe de bobines alimenté en courant alternatif. Les mesureurs de couches isolantes sur une base conductrice utilisent l'influence exercée par l'approche de la base électrique, au moyen des courants de Foucault dont elle est le siège, sur une sonde & courant alternatif. te calibrage de tels mesureurs d'épaisseur de couche s'effectuait jusqu'! présent a l'aide de véritables couches minces, placées sur la base considérée sous forme d'un film ou déposées å demeuxe, sous forme d'un vernis, d'une couche galvanoplastique ou d'un plaquage par exempie. Ces "plaques de test" subissent une forte usure, notamment dans le cas de couches de faible épaisseur, de quelques vm seulement, et sont d'une production conteuse quand elles doivent présenter une épaisseur déterminée et constante, sans variation cunéiforme. L'invention vise & eviter ces inconvénients. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le calibrage de mesureurs d'épaisseur de couche s'effectue a laide de plaques d'un matériau homogene, sans reve- tement ou ne comportant qu'un revêtement négligeable, et dont la conduc- tibilité est inférieure à celle de la base des couches que l'appareil doit mesurer. Pour les mesureurs de l'épaisseur de couche sur base ferro magndtlque, et selon une autre caractéristique de l'invention, la con ductibilité magnétique, la perméabilité et/ou la saturation magnétique du matériau des plaques de test sont inférieures & celles de la base de la couche à mesurer.Dans le cas des mesureurs de l'épaisseur de couche sur une base conductrice, cette inégalité s'applique & la conductibilité électrique. Le procédé selon l'invention présente l'avantage suivant : des plaques de test portant une couche d'épaisseur connue ne doivent être utilisées qu'une fois, pour déterminer la graduation propre a un mesureur, des plaques de test en matériau homogène permettant de calibrer d'autres mesureurs identiques ou de contrôler leur indication en service. Le nickel convient particulièrement bien comme matériau pour les plaques de test selon l'invention, destinées aux mesureurs de l'epaisseur de couche sur base ferromagnétique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et du dessin annexé sur lequel la figure 1 représente le calibrage classique d'un mesureur d'épaisseur; la figure 2 représente le calibrage selon l'invention; la figure 3 représente l'indication d'un mesureur de l'épaisseur de couches sur du fer, en fonction de l'épaisseur; et la figure 4 représente un mesureur d'épaisseur de type connu, pendant le contrôle du point de calibrage. La figure i représente le calibrage classique d'un mesureur d'épaisseur, utilisant la force d'adhérence d'un aimant permanent (1), de poles N et S, à l'aide d'une couche (3) d'épaisseur b connue, déposée sur une base d'acier (2). L'échelle (5) indique la force du ressort (4) quand l'aimant est arraché de la base. L'aimant 1, d'abord pleinement aimanté, adhère fortement à la couche 3 a mesurer1 de sorte que le ressort 4 est tendu de jusqu'à l'indication A quand l'aimant est arraché de la couche dans le sens de la flèche, L'aimant est ensuite désaimante de façon connue, jusqu'a ce que l'épaisseur b correcte soit indiquée sur le cadran 5, lors de l'arrachement. Le cadran S est solidaire de l'extrémité supérieure du ressort 4 et comporte une graduation resserrée vers m. La figure 2 représente le calibrage selon l'invention sur une plaque de test (6) en matériau homogène, a savoir une plaque de nickel pur ayant une aimantation de saturation Is - 0,62 T. Après aimantation totale, 17aimant 5 est désaimante jusqu'a ce que le ressort 7 soit tendu de m à l'indication b sur le cadran 8, quand l'aimant est arraché de la plaque de test 6 selon l'invention, en matériau homogène non revêtu. La figure 3 représente l'indication de mesureur de l'épaisseur de couches sur fer, en fonction de l'épaisseur. Le point de calibrage b selon l'invention sur une plaque de test en nickel se situe dans une zone de pente moyenne de la courbe de sensibilit8, ou le calibrage est particulièrement sur. La figure 4 représente un tel mesureur d'épaisseur de modele connu pendant le contrôle du point de calibrage b. Dans un bottier 9, l'aimant 10 est fixé sur le bras de rotation 11 et équilibre par le contre-poids 12. Le ressort 14, entrainé par le cadran mobile 13, permet de l'arracher de la plaque de test 15 selon l'invention. Le calibrage est correct quand le repère b est indiqué sur le cadran a cet instant. Lorsque la relation entre l'épaisseur de couche et la force d'arrachement, c' est-a-dire la graduation a éte déterminée pour un mesureur donné, par le procédé représenté a la figure 1, il suffit de procéder ensuite a un équilibrage par désaimantation jusqu'a l'indication b pour obtenir l'aimantation correcte pour d'autres mesureurs identiques. La masse de la plaque de test agit alors par toute son epaisseur sur l'aimant, de sorte qu'une éventuelle usure de ce dernier a la suite d'une utilisation prolongée n'exerce aucune influence sur la mesure, ou simplement une influence négligeable. La rugosité superficielle de la plaque de test n'exerce aussi qu'une faible influence sur le résultat de la mesure. La production de ces plaques de test est simple : elles sont découpées dans une tôle de nickel pur. L'emploi de plaques de test d'épaisseur différente permet d'ajuster diverses valeurs mesurées pendant le calibrage. Avec un mesureur d'épaisseur du type décrit, comportant un aimant permanent et une étendue de mesure de OL..1000 ijm, une plaque de test en nickel d'une epaisseur de 1 mm donne une valeur mesurée de 65 um et une plaque de 0,1 mm une valeur mesurée de 900 um. La nouvelle plaque de test de 1 mm est environ 15 fois plus épaisse que la couche de 65 pm a mesurer et par suite mécaniquement beaucoup plus résistante que cette dernière. L'emploi de nickel pur pour le calibrage d'appareils de mesure de grandeurs magnétiques est connu, par exemple pour le calibrage de balances magnétiques. Une application aux mesureurs d'épaisseur de couche n'est toutefois pas encore connue. Pour les mesureurs de l'épaisseur de couches isolantes sur une base conductrice, et selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'utiliser des plaques de test ayant une conductibilité électri- que inférieure a celle de la base des couches a mesurer. On dispose alors d'un vaste choix de matériaux, utilisables de plus en diverses épaisseurs. La plaque de test selon l'invention est realisee dans un matériau homogène, dans la mesure od il agit sur le mesureur. Cela n'exclut pas la possibilité de relier la plaque de test a un substrat n'influençant pas la mesure, pour son renforcement mécanique, ou de recouvrir sa surface d'une couche anticorrosion de très faible épaisseur. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au procédé et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement & titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé pour le calibrage de mesureurs de l'épaisseur de couche, caractérisé par l'emploi de plaques de test dans un matériau non ou peu revêtu, exerçant sur le mesureur une influence plus faible que la base des couches a la mesure desquelles l'appareil est destiné. 2. Procedé selon revendication 1, caractérisé par l'emploi de plaques de test dans un matériau dont la conductibilité magnétique, la permé labilité et/ou l'aimantation de saturation sont inférieures à celles de la base ferromagnétique de la couche amagnétique a mesurer. 3. Procédé selon revendication 1, caractérisé par l'emploi de plaques de test dans un matériau dont la conductibilité électrique est inférieure a celle de la base conductrice de la couche isolante a mesurer. 4. Procédé selon revendication 2, caractérisé par l'emploi de plaques de test en nickel pur. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé par l'emploi de plaques de test de diverses épaisseurs. 6. Procédé selon une quelconque des revendications i a 4, caractérisé par l'emploi de plaques de test liées à un substrat n'influençant pas la mesure. 7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé par l'emploi de plaques de test, dont la surface est revêtue d'une couche protectrice d'épaisseur si faible qu'elle n'exerce qu'une influence nulle ou négligeable sur la mesure. 8. Plaque de test pour le calibrage de mesureurs d'épaisseur de couche selon une quelconque des revendications 1 à 6, caracterisoe par sa réalisation dans un matériau homogène, dans la mesure ou il agit sur le mesureur.