Способ тепловой дефектоскопииизделий

. К АВТОВСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРвспублик(5 ЦМ, Кдз Д 01 Я 25/72 с присоединением заявки йоГосударетвенный оинтет СССР по делам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 300381(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано при выявлении внутренних деФектов (полости, инородные включения, и т.д.) как электропроводнцх, 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 дефектов (1).Недостатками данного способа определения дефектов являются необходимость создания специальных условий 15 (вакуум), что существенно снижает производительность контроля,и низ-. кая точность измерений, связанная с визуальным сопротивлением наличия дефектов в изделии. 20Наиболее близким техническим решением является способ тепловой дефектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделия с помощью термо чувствительного элемента, через кото рый пропускают электрический ток, скачкообразно уменьшающийся по величине, и регистрации интервала времеви между моментами скачкообразного уменьшения тока и установления процесса изменения температуры термочувствительного элемента, по которому судят о наличии дефектов и их размерах (2.Недостатком известного способа является невысокая производительность контроля дефектов, так как необходимо ждать конца переходного процесса.цель изобретения - повышение производительности при определении внутренних дефектов.Поставленная цель достигается за счет того, что в способе тепловой деФектоскопии изделий путем нагрева поверхности изделия с помощью термочувствительного элемента, через который пропускают электрический ток, и регистрации изменений во времени температуры термочувствительного элемента, термочувствительный элемент нагревают при скачкообразном увеличении тока до температуры, меньшей по величине максимальной температуры его разогрева, после чего ток умень шают и при снижении температуры разогрева термочувствительного элемента до значения,.превышающего температуру поверхности изделия до нагрева, снова увеличивают ток через термочувствительный элемент с последующейщ1А.Ф.РоманченкоФуфимский авиационный институт им. бньйкйдзе", lрегистрацией частоты следования импульсов изменения температуры термочувствительного элемента, по которойсудят о наличии и величине дефектов.На чертеже приведена диаграммаизменениР во. времени температуры термочувствительного элемента,При скачкообразном увеличениитока Хт через термочувствительныйэлемент последний начинает разогреваться, стремясь достичь максимальной температуры Т (участок 1), определяемой величиной тока Ъ т. Однакопри достижении температуры разогреваТ термочувствительного элемента величины Т скачкообразно уменьшают ток,протекающий через термочувствительныйэлемент. При скачкообразном уменьшении тока Т температура нагрева Ттермочувствительного элемента начинает снижаться, стремясь достичь своего минимального значения (участок 2,которое равно температуре поверхности изделия до его нагрева. При достижении температуры нагрева термочувствительного элемента значения Тскачкообразно увеличивают ток 2 т че. рез термочувствительный элемент. После этого цикл разогрева термочувствительного элемента до температуры. Т,( повторяется, а при достижении температуры термочувствительного элемента значения Т снова осуществляетсяскачкообразное уменьшение тока 5 о.Период Т одного изменения температуры Т термочувствительного элемента, а следовательно,и частота Г.следования импульсов Уо с термочувствительного элемента, характеризует-ся крутизной кривой переходного процесса (участок 1) изменения температуры Т термочувствительного элемента между уровнями ТА и Т, Крутизнакривой переходного процесса изменения температуры термочувствительногоэлемента определяется коэффициентомрассеяния Н термочувствительного элемента, однозначно связанного с еготепловой постоянной времени ь.Р ОСЬ д - 1Нгде % - тепловая постоянная временитермочувствительного элементта;в - масса нагретого уч стка тела;с - удельная теплоемкость материала контролируемого изделия;Н - коэффициент рассеяния термочувствительного элемента.Коэффициент рассеяния Н зависитот теплопроводности массы тела вместе разогрева, При наличии дефекта (полость, инородное тело и др.)в теле контролируемого изделия меняется тепловое сопротивление массытела, что приводит к изменению значения коэффициента рассеяния Н, аследовательно и величины тепловой.Тепловая постоянная времени ь определяет время остывания 1 ос местаконтакта термочувствительного элемента и контролируемой поверхности прискачкообразно уменьшающемся токе Згчерез термочувствительный элемент.Следовательно, нри появлении дефектав теле изделия коэффициент рассеянияН изменится на ЬН, что приведет кизменению времени остывания 10 наЬТо т . Это, в свою очередь, приведет к изменению крутизны кривой переходного процесса остывания термочувствительного элемента между уровнями Ти Т его температуры. Какследствие, изменится составляющая 15 времени 1 периода колебаний, приводя к измейению периода Т.П следованияимпульсов (частота следования) падения напряжения О на термочувствительном элементе.Таким образом, при определенииналичия деФектов в теле контролируемого иэделия достаточно осуществлятьконтроль процесса разогрева тольков одной точке поверхности контроли-,руемого иэделия. Осуществлять контроль температурного режима на поверх"ности изделия в близлежащих точкахне требуется, что существенно повышает производительность определения,деФектов в теле изделийЭто являет- ЗО ся важным при больших партиях контролируемых изделий. В этом случаевыходной сигнал при измерениях (падение напряжения По на термочувствительном элементе) носит частный ха рактер, По величине изменения часто,ты выходного сигнала можно судитьо величине и характере дефекта. Данное обстоятельство упрощает процессобработки выходных данных при измере ниях на ЦВМ.Так, для случая применения в качестве термочувствительного элементаплатиновой пленки толщиной 1 мкм,разогреваемой током 300 мА(В 30 Ом) 45 до максимальной температуры Т 300 ос,изменение коэФфициента рассеяйия Нна10 за счет наличия внутРеннихдефектов в теле изделия, приводитк изменению начальной частоты Е а1500 Гц выходного сигнала Бо с термочувствительного элемента на 300 Гц(Т-Т 2 =20 оС). При этом время контроля йаличия дефектов определяетсявременем периода Т импульсов и сос тавляет 1/1500 с. Предлагаемый способ тепловой дефектоскопии изделий обеспечивает частотный выходной сигнал при измерени ях.и повышает производительность приопределении внутренних дефектов в теле изделий. Сложность, стоимость аппаратуры, реализующей данный способ, снижается ориентировочнов 2- 65 3 Раза.817567 Составитель С.Беловодченкоедактор Е.Дичинская Техред НКелушак орректор М,В Тираж 907ударственного комитета СССРам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб Подписное каз 1336/58 ВНИИПИ Г о де 113035, ная,Ужгород, у Филиал ППП П формула изобретенияСпособ тепловой дефектоскопии из- делий путем нагрева поверхности с помощью термочувствительного элемента, через который пропускают электрический ток, и регистрации изменений во времени температуры термочувствительного элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности при определении внутренних дефектов, термочувствительный элемент нагревают при скачкообразном увеличении тока до температуры, меньшей по величине максимальной температуры его разогрева, после чего ток уменьшают и при снижении температуры разогрева термочувствительного элемента до значения, превышающего температуру поверхности изделия до нагрева, снова увеличивают ток через термочувствительный элемент с последующей ре гистрацией частоты следования импульсов изменения температуры термочувствительного элемента, по которой судят о наличии н величине дефектов. 0 Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 312192, кл. С 01 Б 25/72, 1968.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 273972/18-25,з кл. 0 01 О 25/72, .1979 (прототип).