Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советских Социалистических Республик(22) Заявленб 11,05,78 (21) 2619786/18-25 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийКиевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. Шевченко(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЛИСТОВ НА ОДНОРОДНОСТЬ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в проьыаленности для входного контроля на однородность заготовок, а также для пооперационногоиспытания на идентичность полуфаб-.рикатов.Известны ультразвуковые, рентгеновские, реэистивные н другие уса тановки для контроля материалов нанеоднородность (1).Установки непригодны для обнаружения деформированных участков ,и ликваций с концентрацией примесей 0,1-0,01 ат.Ф. Тугоплазкиеметаллы (молибден, вольфрам, рений, хром и др.) .охрупчиваются при содержании в них газовых примесей меньше 0,1-0,01 ат.%. По Этой причинепоявляется брак при изготовлении де"талей из тугоппавких листов при малейшем отклонении от технологии про"изводства листов и деталей. В связис этим возникла необходимость раз"работки установки для испытаниялистов на однородность распределения деформированных участков и при" месей в диапазоне 0,1-0,01 ат.Ф.Столь малые концентрации птзнмесей можне обнаружить в металлах на установках, принцип действия которых основан на измерении термоЭДС.,Известная установка регистрирует распределение неоднородностей только напроволоках и непригодна для заводских условий.Известны термоэлектрические установки для испытания жести на однородность толщины цинкового покрытия и для определения содержанияуглерода в стали. В установках имеется нагревательклемж, измерительный .прибор Щ,Известна термоэлектрическая установка (3, выбранная за прототип,содержащая блок создания градиентатемпературы, выполненный в виде медного щупа при 60-100 С и блок измерения термоЭДС Щуп соприкасается с испытуемой стальйой поверхностьют Поэтому создается градиент температуры по нормали к поверхности,возникает термоЭДС, зависящая .отраспределения углерода в приповерхностном слое. ТермоЭДС измеряютгальванометром, включенным в цепымедный щуп - деталь-подводящие провода.Недостатком прототипа. является низкая чувствительность (0,5-1 ат.), обусловленная тем, что прибор измеряет суммарную термоЭДС, состоящую иэ шумовой термоЭДС пары сталь-медь(14 мкв/град) и полезной термоЭДСсталь-обезуглероженная сталь (12 мкв/град). Поскольку полезные сигналы в десять раз меньше шумовых,то полезную термоЭДС. по которойсудят об однородности металлическойповерхности, изм;ряют с ошибкой 5 020-30. При замене медного щупа стальЭДС, блок создания градиента температуры выполнен из горячего и холодного теплопроводов, каждый из двух симметричных половин: подвижной верхней, укрепленной на калиброванной пружине, и неподвижной нижней. При этом торцами теплопроводов зажаты испытуемый и эталонный листы, между которыми в области холодного теплопровода расположена клемма, состоящая из двух медных фольг с изоляционной прослойкой между ними, к которым подключен измерительный прибор.Применение теплопроводов, состоящих из двух симметричных половин, устраняеТ градиент температуры по нормалик йспытуемому листу. Этим уменьшается шумовая термоЭДС, в 10100 раз.Применение калиброванной пружины обеспечивает постоянство теплового потока. Клемма иэ двух склеенных фольг, благодаря малой толщине и расположению между испытуемым и эталонным листами, не дает шумовой термоЭДС . Все это в целом обеспечивает чувствительностьустановки к локальным. деформациям и прия, 10- 10-24, На фиг,1 изображена предлагаемая установка, разрез) на фиг.2 - то же,разрез А-А.На фиг.1,21,2 - верхняя и нижняя половины горячего теплопровода соответственно 3,4 - верхняя и нижняя половины холодного теплопровода соответственно 5,6 - калиброванная пружина 7 - испытуемый лист 8 - эталонный лист ЗО 40 45 50 55 60ным остаются ошибки, обусловленные нестабильностью теплового контакта. Поэтому установка-прототип нечувствительна к обнаружению локаль ных химических неоднородностей с концентрацией примесей 10 -10ат а также неоднородностей в деформационном наклепе.Цель изобретения - увеличение 20 чувствительности к обнаружению неоднородностей.Укаэанная цель достигается тем что в термоэлектрической установке для испытания листов на однородность, содержащей блок создания градиента температуры и блок измерения термо 9 - стол из изолятора; 10 - изолирующая вставка в калиброванную пружину 1 11 - винт; 12 - шкала усилий;13 - нагревающая жидкость; 14-15 клемма, склеенная из двух медных фольг; 16 - изоляционная прослойка) 17 - измерительный прибор; 18-19 винты; 20 - охлаждающая жидкость,Предлагаемая установка состоит из блока создания градиента температуры (детали 1-4) и блока измерения термоЭДС (детали 14-17) .Установка работает следующим образом. По теплопроводам циркулируют жидкости 13 и 20 (ток жидкости показан пунктирной стрелкой), создавая на торцах горячего теплопровода температуру 100-200 оС, на торцах холодного от 20 до -170 С, Полоска от эталонного материала, признанного по всем показателям лучшим, размещена на торцах нижних половин теплопроводов под клеммой 14-15. Сверху размещен испытуемый лист 7. Степень прижатия торцов верхних половин отрегулирована винтом 11 по шкаЛе усилий 12, Теплопроводы изо.лированы от массы, Поэтому на прибор 17 поступает термоЭДС. зависящая от градиента температуры вдоль листов и величины неоднородности в испытуемой области листа 7; Так как усилие прижатия половин теплопроводов и токи циркулирующих жидкостей постоянны, то величина термо- ЭДС пропорциональна велиЧине деформационного наклепа испытуемого участка или скоплению примеси. в нем. Торцы соприкасающихся половин теплопроводов отличаются по температуре не больше,чем на 0,01-0,02 С, а толщина клеммы не превышает 0,05-0,1 мм. Поэтому шумрвая термоЭДС пары медь- испытуемый металл мала и составляет 3-5 от значений термоЭДС, соответствующих концентрациям приме- сей 10 -10ат., Это позволяет применить для измерения термоЭДС высокочувствительный прибор, например низкоомный гальванометр.За счет уменьшения шумовой тер- моЭДС повышена чувствительность установки к обнаружению неоднородностейУчастки испытуемого листа, содержащие значительные неоднородности, метят и отбраковывают при производстве деталей. На анализ одного участка требуется 1-5 мин. в диапазоне толщин листов от 0,05 до 0,5 мм.Термоэлектрическая установка для испытания листов на однородность имеет следующие преимущества перед известными установками:а) чувствительность предлагаемойустановки превышает чувствительность установки-прототипа в10-100 разу748710 рректор Г.Назарова Составитель О. Федотоведактор Т. Орловская Техред М. Петко844нного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д Подписно 56/45 Тираж ЦИНИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Жказ филиал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная,б) обеспечивает испытание листовна неоднородность распределенияпримесей прн их концентрации0,1-0,01 ат.Ъув)установка способна обнаруживатьдеформированные участки5 формула из обретенияТермоэлектрическая установка для испытания листов на однородность, содержащая блок создания градиента 1 О температуры и блок измерения тер- моЭДС,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения чувствительности к обнаружению неоднородностей, блок создания градиента температу 15 ры выполнен нэ горячего и холодного теплопроводов, каждый из двух симметричных половнн-подвижной верхней,г О укрепленной на калиброваннойпружнне, и неподвижной нижней, причемторцами теплопроводов зажаты испытуемый и эталонный листы, между которыми в области холодного теплопроводарасположена клемма, состоящая из двухмедных фольг с изоляционной прослойкой между ними, к которым подключен измерительный прибор .источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Клюев В.В. Приборы для нераэрушаемого контроля материалов и иэделий, т. 1-2,Машиностроение,1976,2. Авторское свидетельство СССРМ 84875, кл. С 01 Ю 33/20, 1949.3, Авторское свидетельство СССР9 Зб 4895, кл, С 01 И 33/20, 1974(прототип) .