Способ тепловой дефектоскопииизделий

Сфез Советских Социалист ическив Республик(22) Заявлено 120279 (21) 2723972/18-25 5 ЦМ, КаЗ 6 01 й 25 7 присоединением заяекн ЙУ -23) Приоритет осударствениый комите СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 28.02,81 Бюллетейь Дата опубликовамия описания 28 Ю(71 Заявитель Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоник 54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ДЕФЕК И ИЗДЕЛИ респоийя иеде 25Нниче спос фиг, мени ЗО го э Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при выявлении внутренних дефектов (полостн, инородные включения и т.д.) как электропроводных, так и неэлектропроводных твердых тел в дефектоскопии.Известен способ тепловой дефектоскопии путем нагрева заготовок в вакууме с последующей регистрацией характера поверхности, по которой судят о наличии в изделии дефекОднако в данном способе необходимо "оздавать специальные условия (вакуум), что существенно снижает производительность контроля, кроме того, низкая точность измерений, связанная с визуальным определением наличия дефектов в изделии.Наиболее близким техническим шением к предлагаемому является соб тепловой дефектоскопии издел путем нагрева поверхности издели регистрации температурного распр ления нагретой поверхности 123Недостатком этого способа является наличие погрешностей в результатах измерений от вариаций темпера. туры, окружающей контролируемое изделие среды. Действительно, вариации температуры окружающей иэделие среды приведут к изменениям в температурных Распределениях по ее поверхности и снизят точность в выявлении внутренних дефектов иэделия.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения погрешности от вариаций температуры окружающей среды. Для достижения этой цели поверхность иэделия нагревают с помощьютермочувствительного элемента, черезкоторый пропускают электрический ток,скачкообразно уменьшающийся по величине, регистрируют момент скачкообразного уменьшения тока и моментвремени установления процесса изме 2 ф неиия температуры термочувствительного элемента, после чего определяютинтервал времени между этими момента"ми, по которому судят о наличииктов и их размераха фиг. 1 представлен пример техской реализации предложенногооба тепловой дефектоскопии, на2 - диаграмма изменения во вре"температуры термочувствительнолемента.Формула изобретения 55 60 65 Устройство состоит из термочувствительного элемента в виде тонкой металлической пленки, нанесенного на торец цилиндрической подложки 2, изготовленной из электроизоляционного материала, контактирующего с токоподводом 3 в теле подложки 2 и токоподводом 4, нанесенным на образующую цилиндрической подложки 2. Источник питания 5 с помощью токоподводов 3 и 4 обеспечивает протекание тока по термочувствительному элементу 1 и ра зогрев его в месте контакта с токо- подводом 3. Термочувствительный элемент 1 контактирует с поверхностью тела иэделия, исследуемого на наличие в его теле дефектов.Работа устройства осуществляется следующим образом.При пропускании тока через место контакта термочувствительного элемента 1 с токоподводом 3 тепловая энергия рассеивается в тело контролируемого изделия, Для любого момента времени на термочувствительном элементе справедливо равенствоЗ = Н(Т - Т ), (1) где 3 - ток через термочувствительный элемент;электрическое сопротивлениетермочувствительного элемента;Т - температура разогретого термочувствительного элемента;Тс - температура поверхностиконтролируемого иэделия;Н - коэффициент рассеяния термочувствительного элемента.Приоднородной массе тела изделия коэффициент рассеяния Н в любой точке его поверхности постоянен, при наличии в теле, изделия дефекта, например полостч, меняется количество тепловой энергии, рассеиваемой термочувствительным элементом в тело контролируемого изделия, что приводит к изменению постоянной времени Т термочувствительного элемента вследствие изменения величины коэффициента рассеяния"рН(2) где ,Г - постоянная времени термочувствительного элемента;в - масса разогретого участкатела;с - удельная теплоемкость материала контролируемого тела;Н - коэффициент рассеяния разогретого участка тела.Коэффициент рассеяния Н зависит от теплопроводности массы тела в месте разогрева, При наличии дефекта(полость, инородное включение и т.д.) в теле контролируемого изделия меняется тепловое сопротивление массы его, что приводит к изменениюзначения коэффициента рассеяния Н, а следовательно, и величины посто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 янной времени (см. Формулу 2). Постоянная времени ь определяет времяостывания с т места контакта термочувствительного элемента и контролируемой поверхности при скачкообразном уменьшении протекающего тока (фиг. 2) через термочувствительный элемент,Наличие дефекта в теле изделия.н его величину определяют путем регистрации измЕнений времени остывания термочувствительного элемента, контактирующего с поверхностью контролируемого изделия. Так как коэффициент рассеяния Н не зависит от температуры окружающей изделие среды, то, следовательно, в результатах измерений (изменение 0 ) отсутствует температурная погрешность при вариациях температуры окружающей среды. Изменение температуры разогрева термочувствительного элемента может контролироваться, как видно из формулы (1), по величине электрического сопротивления К термочувствительного элемента.П р и м е р. В качестве термочувствительного элемента берут платиновую пленку толщиной 1 мкм, разогревают током приблизительно 300 мА (й - ЗО см) до температуры приблизительно 300 С. Изменение коэффициента рассеяния приблизительно на 10 Ъ за счет наличия внутренних дефектов в теле изделия приводит к изменению постоянной времени термочувствительного элемента также приблизительно на 10, что приводит к изменению на 10 времени остывания со т термочувствительного элемента при скачкообразном уменьшении через него тока.Предлагаемый способ тепловой дефектоскопии иэделий не требует дополнительных устройств для компенсации температурных погрешностей в результатах измерений, сложность и стоимость аппаратуры снижается ориентировочно .в 1,5-2 раза при сохранении ее точностных характеристик в условиях значительных вариаций температуры окружающей среды. Способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделий, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет устранения погрешности от вариаций температуры окружающей среды, поверхность изделия нагревают с помощью термочувствительного элемента, через который пропчскают электрический ток, скачкообразно уменьшающийся по величине, регистрируют момент скачкообразного уменьше808925 ЕЕги Составитель С. Беловодченкоактор К. Лембак Техред И.дсталош Корректор С. Щомак Заказ 401/46 18 Подаиснтвенного комитета СССбретеиий и открытий1 35, Раушская наб., д. о Р Филиал ППП "Патент", г. Ужго роектная,ния тока и момент времени установления процесса изменения температурытермочувствительного элемента, после чего определяют интервал временимежду этими моментами, по которомусудят о наличии дефектов н нх размерах. Тираж 9 ВНИИПИ Государс по делам:изо 1 3035, Иосква,. 3 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 312192, кл, 6 01 й 25,/72, 1969.2. Авторское свидетельство СССРВ 546813, кл. 6 01 М 25/72, 1976